conhecendo

os carregadores

Um carregador de bateria é um aparelho eletrônico que transforma a corrente alternada CA da rede ou de um gerador em corrente contínua CC de tensão e amperagem adequadas para carregar baterias.

São basicamente 3 os critérios para escolher um carregador :

● tensão (voltagem) nominal

● intensidade (amperagem) nominal da corrente de carga

● curva de carga

A tensão nominal do carregador deve ser compatível com a tensão nominal da bateria que se deseja carregar : 12V, ou qualquer múltiplo de 12 (24V, 36V, 48V). As tensões mais comuns são 12 e 24V.

A intensidade nominal da corrente de carga deve ser compatível com a capacidade da bateria (ou do banco de baterias) que se deseja carregar. Uma corrente baixa demais não conseguirá carregar em tempo razoável; uma corrente alta demais será "rejeitada" pela bateria. É recomendado que a intensidade nominal da corrente de carga, em ampères (A), seja entre 5 e 25% da capacidade nominal da bateria em ampères-horas (Ah).

Exemplo : temos 2 baterias 12V de 150Ah cada uma, montadas em paralelo. Isso constitui um banco 12V de 300Ah. A corrente de carga deverá ter uma intensidade entre 15A (5% de 300Ah) e 75A (25% de 300Ah). A escolha final dependerá do tempo disponível para carregar (leva muito mais tempo para carregar com 15A que carregar com 75A; em contrapartida as baterias serão melhor carregadas com 15A que com 75).

Para conseguir carregar uma bateria até 100%, a tensão de carga real máxima - diferente da tensão nominal - deve no final da carga atingir 14,4 V (ou mais, dependo do tipo da bateria). É a tensão máxima que pode agüentar uma bateria : acima desse valor aparece o fenômeno de eletrolise que separa o hidrogênio e o oxigênio da água. A bateria "borbulha" ou "ferve", perde água, não armazena mais energia e acaba danificada. Todavia se deixada sob essa tensão por muito tempo, mesmo com corrente muito baixa, a bateria perderá água aos poucos num fenômeno de mini-eletrolise. Por outro lado, os equipamentos veiculares 12V não devem funcionar sob uma tensão acima de 13,6V. É por essas razões que os alternadores comuns e os antigos carregadores não ultrapassam a tensão de 13,6V : desse jeito, não há risco de "secar" a bateria ou "queimar" todas as lâmpadas do caminhão; em contrapartida o nível de carga não ultrapassa 70% (alternador) ou 80% (carregador comum).

Para carregar completamente, é necessário elevar a tensão de carga até o valor máximo e rebaixá-la logo que completados os 100% de carga : é preciso programar a operação de carga. Isso somente foi possível com o desenvolvimento dos micro_ processadores que permitiram o surgimento da nova geração de carregadores : os carregadores "inteligentes".

A curva de carga é o que faz a diferença entre um carregador 12V-40A inteligente e um carregador 12V-40A comum. Apesar das correntes de carga teoricamente iguais, um carregador 12V-40A inteligente (de curva UUI) consegue carregar o nosso banco de 300Ah até 100%, em tipicamente 8 horas, enquanto um carregador 12V-40A comum dificilmente consegue 80% em 24 horas. Além disso, um carregador inteligente não requer fiscalização constante, ao contrário do carregador comum. Em fim, baterias bem carregadas têm vida útil e rendimento maiores.

O desenvolvimento da tecnologia HF tornou possível a fabricação de carregadores de curva UI e UUI, resultando em aparelhos pequenos e leves, de fácil manuseio. Além do mais, permitiu a automatização completa da operação de carga.

A MBT-Energia Autônoma não comercializa carregadores comuns por ser eles ultrapassados e até perigosos para as baterias ( risco de secar ). Já a escolha entre um carregador de tipo UI e um outro do tipo UUI depende essencialmente do uso. O primeiro é menos sofisticado e menos eficiente que o segundo ( e  mais barato ), mas é suficiente para muitas aplicações. O segundo fica indispensável para baterias de serviço, e cada vez que for preciso manter uma bateria bem carregada por muito tempo.

Curvas de carga (ver gráfico na seguinte página)

Quem mexe tão pouco que seja com baterias sabe que é necessário carregá-las periodicamente e por isso introduzir nelas uma certa quantidade de ampères através de uma corrente elétrica contínua nominal 12V ( ou múltiplo de 12V ). Isso não pode ser feito de qualquer jeito, porque a própria bateria se opõe à entrada dos ampères (por mais detalhes, ver o documento "Conhecendo as Baterias") : é necessário combinar corrente e tensão de um certo modo para conseguir carregar. É essa combinação corrente/tensão que é chamada "curva de carga".

Usando-se um carregador manual, um pouco de observação mostra rapidamente que a corrente inicial (nominal do carregador, por exemplo 40A) logo diminui, enquanto a tensão, na qual não se mexe, fica estável. É periodicamente preciso reajustar a corrente em 40A, sendo a conseqüência o aumento da tensão que acabará atingindo o valor máximo admissível (14,4V ou outro). O rendimento desse tipo de operação é péssimo : requer a presença constante de um operador, é muito demorada e a bateria é mal carregada e mal tratada ("ferve"). 

Curva do carregador comum

O carregador comum apresenta uma automatização rudimentar da operação manual. Procura-se manter aproximadamente constante a corrente de carga nominal elevando a tensão até 14,4V. Atingida essa tensão, a corrente está cortada e a tensão cai naturalmente. A 13,8V, o carregador volta a gerar a corrente nominal, a tensão sobe novamente, etc.

O carregador comum mal carrega até 80% pois a corrente nominal não fica constante, caindo com o tempo. A medida que cai a corrente,  torna-se mais e mais demorado atingir a tensão máxima. Além do mais, depois do primeiro ciclo, a tensão mantida acima de 13,8V favorece a mini-eletrolise, ainda agravada pela aplicação periódica da corrente nominal. Se não há recurso para parar a seqüência, a bateria "seca" rapidamente.

Curva UI

Um carregador desse tipo representa um avanço tecnológico bastante apreciável comparado ao carregador comum. Alcança uma percentagem de carga maior : 85%. É automático e dispensa o monitoramento permanente. Sendo baixa a tensão máxima, a bateria não corre o risco de ferver, todavia é recomendado verificar o nível do eletrólito periodicamente. Muitos modelos desse tipo incluem um desligamento automático após 10 horas de funcionamento. Atua em 2 etapas :

- 1ª etapa ( I = carga principal ) : mantém a corrente de carga nominal do carregador (40A por ex.) constante enquanto a tensão sobe naturalmente do valor inicial (o da bateria a ser carregada) até o valor preestabelecido (usualmente 13,8V). Repõe a carga até 85%.

- 2ª etapa ( U = flutuação ) : mantém a tensão preestabelecida constante (13,8V por exemplo) enquanto a corrente decresce naturalmente até  ~1A. Compensa as perdas naturais da bateria.

Curva UUI

Essa curva constitui mais um avanço tecnológico em comparação do UI : permite completar a carga até 100% por incorporar uma fase de tensão máxima ( 14,4V ou outra ). Toma em conta o tipo da bateria. Por ser "inteligente", um carregador UUI não precisa ser constantemente monitorado : detecta automaticamente o estado de carga da bateria. A bateria não corre o risco de ferver. Atua em 3 etapas :

- 1ª etapa ( I = carga principal ) : mantém a corrente de carga nominal do carregador (40A por ex.) constante enquanto a tensão da bateria sobe naturalmente até 14,4V (ou outro valor preestabelecido dependendo do tipo da bateria). Repõe a carga até 85%.

- 2ª etapa ( U = absorção ) : mantém a tensão em 14,4V enquanto a corrente decresce naturalmente até ~1A. Completa a carga até ~100%.

- 3ª etapa ( U = flutuação ) : mantém a tensão em 13,6V (ou outro valor dependendo do tipo da bateria), sendo a corrente <1A. Mantém a carga em aprox.100%, compensando as perdas naturais. Além do mais, essa etapa inclui uma verificação automática da carga a cada 21 dias, se a bateria não tem sido usada nesse período, para restaurar a carga até 100%.