Tutorial de carregamento da bateria

Day green battery tutorial

A atual tecnologia de carregamento de baterias baseia-se em microprocessadores (chips de computador) para recarregar, utilizando 3 fases (ou 2 ou 4 fases) de carregamento regulado. Estes são os "carregadores inteligentes" e, geralmente, não se encontram unidades de qualidade em lojas de desconto. As três fases ou etapas do carregamento de baterias de chumbo/ácido são a granel, a absorção e a flutuação. A qualificação ou equalização é por vezes considerada outra fase. Uma unidade de 2 estágios terá estágios de volume e flutuação. É importante utilizar as recomendações do fabricante da bateria sobre os procedimentos e tensões de carregamento, ou um carregador de qualidade controlado por microprocessador para manter a capacidade e a vida útil da bateria.

Os "carregadores inteligentes" são concebidos tendo em conta a filosofia de carregamento atual e também recebem informações da bateria para proporcionar o máximo benefício de carregamento com o mínimo de observação. Algumas baterias de célula de gel e AGM podem exigir configurações ou carregadores especiais. As nossas unidades são selecionadas de acordo com a sua adequação aos tipos de bateria que especificam. As baterias de gel requerem geralmente um perfil de carga específico, sendo necessário um carregador específico para gel ou selecionável para gel ou adequado para gel. A tensão de carga máxima para as baterias de gel é de 14,1 ou 14,4 volts, que é inferior à que uma bateria húmida ou do tipo AGM necessita para uma carga completa. Exceder esta tensão numa bateria de gel pode causar bolhas no eletrólito de gel e danos permanentes.

A maioria dos fabricantes de baterias recomenda o dimensionamento do carregador em cerca de 25% da capacidade da bateria (ah = capacidade amp-hora). Assim, uma bateria de 100 ah necessitaria de um carregador de cerca de 25 ampères (ou menos). Podem ser utilizados carregadores maiores para diminuir o tempo de carregamento, mas podem diminuir a vida útil da bateria. Os carregadores mais pequenos são bons para uma flutuação a longo prazo, por exemplo, um "carregador inteligente" de 1 ou 2 amperes pode ser utilizado para a manutenção da bateria entre ciclos de utilização mais elevados. Algumas baterias especificam 10% da capacidade (.1 X C) como taxa de carga e, embora isto não prejudique nada, um bom carregador com microprocessador com o perfil de carga adequado deve funcionar bem até à taxa de 25%. Se falarmos com diferentes engenheiros, mesmo na mesma empresa, obtemos respostas diferentes.

Carregamento da bateria em três fases

A fase BULK envolve cerca de 80% da recarga, em que a corrente do carregador é mantida constante (num carregador de corrente constante) e a tensão aumenta. O carregador corretamente dimensionado fornecerá à bateria toda a corrente que esta aceitar até à capacidade do carregador (25% da capacidade da bateria em ampères-hora) e não elevará uma bateria húmida a mais de 125° F, ou uma bateria AGM ou GEL (regulada por válvula) a mais de 100° F.

A fase de ABSORÇÃO (os restantes 20%, aproximadamente) faz com que o carregador mantenha a tensão na tensão de absorção do carregador (entre 14,1 VCC e 14,8 VCC, dependendo dos pontos de definição do carregador) e diminua a corrente até que a bateria esteja totalmente carregada. Alguns fabricantes de carregadores chamam a esta fase de absorção uma fase de equalização. Não concordamos com esta utilização do termo. Se a bateria não mantiver a carga ou a corrente não diminuir após o tempo de recarga esperado, a bateria pode ter alguma sulfatação permanente.

O estágio FLOAT é quando a tensão de carga é reduzida para entre 13,0 VCC e 13,8 VCC e mantida constante, enquanto a corrente é reduzida para menos de 1% da capacidade da bateria. Este modo pode ser utilizado para manter uma bateria totalmente carregada indefinidamente.

O tempo de recarga pode ser aproximado dividindo os amperes-hora a serem substituídos por 90% da saída nominal do carregador. Por exemplo, uma bateria de 100 amperes-hora com uma descarga de 10% necessitaria de 10 amperes substituídos. Utilizando um carregador de 5 amperes, temos 10 amperes-hora divididos por 90% de 5 amperes (.9x5) amperes = estimativa de tempo de recarga de 2,22 horas.  Uma bateria profundamente descarregada afasta-se desta fórmula, necessitando de mais tempo por ampere para ser substituída.

As recomendações de frequência de recarga variam de especialista para especialista. Parece que a profundidade da descarga afecta mais a vida útil da bateria do que a frequência de recarga. Por exemplo, recarregar quando o equipamento não vai ser utilizado durante algum tempo (intervalo para refeição ou outro) pode manter a profundidade média de descarga acima dos 50% durante um dia de serviço. Isto aplica-se basicamente a aplicações de baterias em que a profundidade média de descarga desce abaixo dos 50% num dia e a bateria pode ser totalmente recarregada uma vez durante um período de 24 horas.

Equalização

A equalização é essencialmente uma sobrecarga controlada. Alguns fabricantes de carregadores chamam à tensão de pico que o carregador atinge no final do modo BULK (tensão de absorção) uma tensão de equalização, mas tecnicamente não é. As baterias húmidas (inundadas) de maior capacidade beneficiam por vezes deste procedimento, especialmente as baterias fisicamente altas. O eletrólito numa bateria húmida pode estratificar-se ao longo do tempo, se não for submetido a ciclos ocasionais. Na equalização, a tensão é aumentada acima da tensão de pico de carga típica (para 15 a 16 volts num sistema de 12 volts), bem na fase de gaseificação, e mantida durante um período fixo (mas limitado). Isto agita a química em toda a bateria, "igualando" a força do eletrólito e eliminando qualquer sulfatação solta que possa estar nas placas da bateria.

A construção das baterias AGM e de gel praticamente elimina qualquer estratificação e a maioria dos fabricantes deste tipo não a recomenda (desaconselhando-a). Alguns fabricantes (nomeadamente a Concorde) indicam um procedimento, mas a tensão e o tempo são essenciais para evitar danos na bateria.

Teste da bateria

O teste da bateria pode ser efectuado de várias formas. A mais popular inclui a medição da gravidade específica e da tensão da bateria. A gravidade específica aplica-se a células húmidas com tampas amovíveis, dando acesso ao eletrólito. Para medir a gravidade específica, compre um hidrómetro com compensação de temperatura numa loja de autopeças ou de ferramentas. Para medir a tensão, utilize um voltímetro digital na definição de tensão CC. A carga superficial deve ser removida de uma bateria recém-carregada antes do teste. Um intervalo de 12 horas após o carregamento é suficiente, ou pode remover a carga superficial com uma carga (20 amperes durante 3 minutos ou mais).

Estado de carga Tensão Gravidade específica

                            12V   6V
       100%            12.7   6.3    1.265
       75%              12.4   6.2    1.225
       50%              12.2   6.1    1.190
       25%              12.0   6.0    1.155
Descarregado      11.9   6.0    1.120
O teste de carga é outro método de testar uma bateria. O teste de carga retira amperes de uma bateria (semelhante ao arranque de um motor). Algumas empresas de baterias rotulam as suas baterias com a carga de amperes para teste. Este número é normalmente 1/2 da classificação CCA. Por exemplo, uma bateria de 500 CCA seria submetida a um teste de carga de 250 amperes durante 15 segundos. Um teste de carga só pode ser efectuado se a bateria estiver com uma carga completa ou próxima disso. Alguns aparelhos de teste de carga electrónicos aplicam uma carga de 100 amperes durante 10 segundos e, em seguida, apresentam a tensão da bateria. Este número é comparado com um gráfico no aparelho de teste, com base na classificação CCA, para determinar o estado da bateria.
A sulfatação das baterias começa quando a gravidade específica desce abaixo de 1,225 ou a tensão mede menos de 12,4 (bateria de 12v) ou 6,2 (bateria de 6 volts). A sulfatação pode endurecer nas placas da bateria se for deixada por tempo suficiente, reduzindo e eventualmente destruindo a capacidade da bateria de gerar volts e amperes nominais. Existem dispositivos para remover a sulfatação dura, mas a melhor prática é evitar a formação através de cuidados adequados com a bateria e recarregamento após um ciclo de descarga. A sulfatação é a principal razão pela qual uma parte significativa das baterias de chumbo-ácido não atinge a sua vida útil química.
Carregamento de baterias ligadas em paralelo
As baterias ligadas em paralelo (positivo a positivo, negativo a negativo) são vistas pelo carregador como uma grande bateria com a capacidade combinada de amp/hora de todas as baterias. Assim, três baterias de 12 volts de 100 amp/hora (ah) em paralelo são vistas como uma bateria de 12 volts de 300 ah. Podem ser carregadas com uma ligação positiva e negativa de um carregador com a saída de amperes recomendada. Também podem ser carregadas com um carregador de saída múltipla, como uma unidade de três bancos neste caso, com cada bateria a obter a sua própria ligação à tensão da bateria. A amperagem de carga seria a soma dos amperes de saída individuais.
Carregamento de baterias ligadas em série
As baterias ligadas em série são uma história diferente. Três baterias de 12 volts e 100 amp/hora ligadas em série (positivo a negativo, positivo a negativo, positivo a negativo) formariam um conjunto de baterias de 36 volts e 100 ah. Este pode ser carregado através do conjunto com um carregador de saída de 36 volts com a saída de amperes adequada. Também podem ser carregadas com um carregador de múltiplas saídas, como uma unidade de três bancos neste caso, com cada bateria a receber a sua própria ligação à tensão da bateria (12 volts neste caso). Qualquer um dos métodos é ótimo, A MENOS QUE uma ou mais baterias sejam ligadas a uma tensão inferior à do sistema. Um exemplo seria ligar uma das baterias desta cadeia de 36 volts a 12 volts para o rádio ou algumas luzes, etc. Isto desequilibra o conjunto e carregar à tensão do sistema (36V) não corrige o desequilíbrio. O carregador de banco múltiplo ligado a cada bateria é a forma correta de lidar com este conjunto de baterias em série, uma vez que corrige o desequilíbrio em cada ciclo de carga.

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