Carregamento da bateria auxiliar em veículos com alternador “inteligente”

Os fabricantes de veículos têm de cumprir regulamentos ambientais cada vez mais rigorosos, pelo que estão continuamente a investigar e a utilizar tecnologias inteligentes para reduzir o consumo de combustível e as emissões. Uma tecnologia que já existe há vários anos, mas que está agora a tornar-se padrão nos novos veículos, é o alternador “inteligente” controlado pela ECU.

Para aqueles de nós que querem carregar uma segunda bateria (auxiliar ou de lazer) enquanto conduzem, isto representa um problema porque os sistemas tradicionais de relé de carga dividida não podem ser utilizados. Neste artigo, explicamos porquê e analisamos a forma como os carregadores bateria-a-bateria ultrapassam estes problemas e as outras vantagens que têm em relação ao carregamento dividido por relé.

Este problema não se aplica geralmente aos barcos, uma vez que os regulamentos de emissões aplicáveis aos veículos não se aplicam às embarcações de recreio e, por conseguinte, os alternadores “inteligentes” nos barcos são relativamente raros.

O que são alternadores “inteligentes” e como é que ajudam a reduzir as emissões?

Os alternadores inteligentes são essencialmente os que têm a sua tensão de saída controlada externamente através da Unidade de Controlo do Motor (ECU) em vez de um regulador de tensão interno, como acontece nos alternadores tradicionais.

Quando um alternador está a funcionar e a produzir uma tensão de carga, o campo eletromagnético gerado no seu interior produz uma carga mecânica no motor através da correia de transmissão do alternador. Esta carga aumenta à medida que a tensão de saída aumenta, o que significa que o motor tem de trabalhar mais para fazer rodar o alternador, consumindo mais combustível no processo. Os alternadores tradicionais mantêm a sua tensão entre 13,8 e 14,4 V, dependendo do estado de carga da bateria e de vários outros factores. Isto significa que existe sempre uma carga significativa no motor do alternador que exige o consumo de combustível.

O que é a travagem regenerativa?

A travagem regenerativa é uma tecnologia de recuperação de energia que aproveita a energia cinética do veículo, normalmente convertida em calor desperdiçado nos calços e discos dos travões durante a travagem, e a converte em energia eléctrica para recarregar a bateria de arranque. Isto é possível graças à utilização de alternadores inteligentes que podem ser controlados pela UCE quando é detectada uma desaceleração. Durante a desaceleração (por exemplo, quando se tira o pé do acelerador), a UCE aumenta a tensão de saída do alternador para 15 V ou mais para criar uma explosão de carga na bateria. Esta tensão elevada aumenta a carga mecânica do motor, resultando num aumento da travagem do motor, o que significa que menos energia cinética é convertida em calor desperdiçado nas pastilhas e discos dos travões. A desaceleração do veículo recarrega então a bateria.

A travagem regenerativa só é eficaz se a bateria de arranque tiver alguma capacidade de armazenamento adicional para absorver a carga criada pelo alternador durante a desaceleração. Se a bateria de arranque estivesse totalmente carregada, a energia eléctrica criada seria desperdiçada e, por conseguinte, a UCE procura manter a bateria num estado de carga de cerca de 80% (suficientemente baixo para ter capacidade de armazenamento adicional, mas suficientemente elevado para assegurar o arranque do motor, se necessário).

Porque é que estas tecnologias são um problema para o carregamento da bateria auxiliar?

Embora estas novas tecnologias sejam uma óptima notícia para o ambiente, causam problemas quando se trata de carregar uma segunda bateria pelas seguintes razões

Uma bateria auxiliar não será carregada durante partes significativas da viagem.

Durante os períodos em que a saída do alternador inteligente está abaixo do limiar da tensão de carga, não é efectuado qualquer carregamento. Estes períodos podem ser significativos quando combinados ao longo de uma viagem completa, o que significa que quaisquer baterias auxiliares ligadas não receberão tanta carga como se estivessem ligadas a um sistema com um alternador tradicional.

As baterias de gel e AGM podem ser danificadas.

As baterias de gel e AGM (que são agora populares para utilização em aplicações de baterias auxiliares) são sensíveis à sobrecarga e tensões superiores a 14,4 V podem provocar a formação de bolhas de gás no eletrólito de gel, o que pode danificar permanentemente a bateria.

Não podem ser utilizados relés sensíveis à tensão

Os relés de separação de carga dependem de limiares de tensão que os activam e desactivam. Normalmente, são activados para ligar o motor de arranque e a bateria auxiliar a cerca de 13,7 V e desactivados para os separar a cerca de 12,8 V, o que, em veículos com alternadores tradicionais, coincide com o arranque e a paragem do motor. Isto é ideal, pois garante que a bateria auxiliar está a carregar sempre que o motor está a funcionar. No entanto, com um Alternador Inteligente, quando a tensão de saída desce abaixo dos 12,8V, um Relé Inteligente desliga-se, o que significa que a bateria auxiliar teria períodos significativos em que não estaria a carregar, embora o motor estivesse a funcionar (alguns modelos de Relés Inteligentes podem não se ativar de todo, dependendo do software incorporado).

Como posso saber se o meu veículo está equipado com estas tecnologias?

Quase todos os veículos novos têm agora alternadores inteligentes instalados de série e, se o seu veículo tiver a marca de um modelo eco-eficiente, é muito provável que também tenha tecnologia de travagem regenerativa. Outro indicador é verificar a norma europeia de emissões que o motor do seu veículo cumpre. Se o motor cumprir as normas de emissões Euro 5 ou Euro 6 e superiores, é quase certo que terá um alternador inteligente. Em caso de dúvida, deve contactar o fabricante, que o poderá aconselhar.

Regra geral, os veículos a partir de 2015 já estão normalmente em conformidade com as normas Euro 5 ou Euro 6.

Carregadores Booster DC-DC, o que são e como nos podem ajudar?

Se tiver um alternador inteligente, terá de utilizar um Carregador de bateria para bateria ou DC-DC (também conhecido como carregador Booster) para garantir que consegue carregar eficazmente a sua bateria auxiliar. Os carregadores de bateria para bateria (ou CC para CC) pegam na saída de tensão altamente variável de um alternador inteligente e aumentam-na ou reduzem-na para manter uma saída de tensão estável de acordo com um perfil de carga de várias fases (da mesma forma que um carregador de rede), fornecendo uma carga segura, controlada e rápida para a sua bateria auxiliar.

São fáceis de instalar e, tal como um relé, são simplesmente ligados entre os terminais positivos das baterias auxiliar e de arranque, juntamente com uma ligação negativa ao chassis do veículo ou ao terminal da bateria de arranque.

Se quiser saber em profundidade como escolher um modelo Booster e como o instalar, pode ler este outro tutorial Guia de instalação do carregador Booster Orion da Victron Energy.

Vantagens da utilização de um carregador de bateria para bateria para carregar a bateria auxiliar

• Os carregadores de reforço estão a tornar-se cada vez mais comuns em aplicações de lazer, comerciais e marítimas, não só como forma de ultrapassar os problemas com a tecnologia de alternadores inteligentes, mas também porque oferecem várias vantagens em relação aos sistemas de carga dividida quando utilizados com alternadores tradicionais.
• As baterias são carregadas muito mais rapidamente quando se utiliza um carregador de bateria para bateria em comparação com o carregamento direto do alternador (como acontece nos sistemas de carregamento dividido que utilizam relés ou isoladores de díodos). Normalmente, isto pode ser cerca de 5 vezes mais rápido.
• É possível atingir um estado de carga muito mais profundo porque o carregador de bateria para bateria utiliza um perfil de várias fases para maximizar a profundidade da carga, algo que não é possível nos sistemas de carga dividida normais que, normalmente, carregam uma bateria até cerca de 80% da sua capacidade.
• O carregamento será sempre efectuado com o motor em funcionamento, independentemente da tensão de saída do alternador, porque as tensões baixas são reforçadas para satisfazer o perfil de carga necessário.
• Tal como num sistema de carga de relé, as baterias de arranque e auxiliares são isoladas eletricamente quando o motor não está a funcionar para garantir que uma não pode descarregar a outra.
• O carregador protege as baterias auxiliares dos picos de tensão causados pelos sistemas de travagem regenerativa, evitando assim danos nas sensíveis baterias de Gel e AGM.
• A corrente que chega à bateria auxiliar é determinada pela classificação do carregador (em vez do máximo que o alternador pode produzir), o que significa que a corrente de arranque potencialmente prejudicial é eliminada. Esta corrente de arranque pode ocorrer em sistemas de carga dividida se a bateria auxiliar estiver descarregada ou muito fraca e pode sobrecarregar os cabos e fazer explodir os fusíveis se estes não forem suficientemente grandes para lidar com a saída do alternador.

Relé de carga especial para Alternadores Smart

Atualmente, existem tambémrelés de carga dividida especialmente concebidos para carregar baterias em veículos modernos com alternadores inteligentes. Estes relés são uma evolução do relé automático normal, mas com algumas modificações técnicas que significam que, independentemente da tensão de entrada que recebem através de sensores de movimento, podem determinar que o veículo está a funcionar e ativar-se enquanto detectarem determinado movimento. Estes relés estão a funcionar muito bem na maioria dos casos e o custo de aquisição é um pouco mais barato do que um booster.

Apenas detectámos que em alguns veículos não funcionam, porque as variáveis que fazem com que este relé seja ativado são muito amplas e, especialmente se o relé estiver instalado no interior do veículo, pode não detetar bem as vibrações e, por vezes, não é ativado. Mas não deixa de ser uma alternativa mais económica e na maioria dos casos funciona muito bem.

Mais informações sobre carregadores de pilha para pilha

Os detalhes completos e as especificações da gama de carregadores de reforço de bateria para bateria que temos em stock podem ser encontrados na página seguinte:

https://coelectrix.com/cargadores-de-bateria

Como sempre, pode contactar-nos através de qualquer um dos meios de contacto disponíveis para qualquer dúvida ou esclarecimento.