Noções básicas de eletricidade em instalações de 12V (parte_3)

Vamos continuar com esta série de posts sobre conceitos básicos em instalações de 12v e hoje vou centrar-me nas baterias, na ligação das baterias para diferentes fins, como fazer as ligações e boas práticas.

Banco de baterias

No centro de qualquer sistema de 12v está a bateria. Esta pode ser uma única bateria ou um grupo de baterias ligadas entre si.

As baterias são ligadas entre si para aumentar a tensão ou a capacidade da bateria, ou ambas.
Um grupo de baterias ligadas entre si é designado por banco de baterias.

O seguinte aplica-se aos bancos de baterias:

– Quando duas pilhas são ligadas em série, a tensão aumenta.
– Quando duas pilhas são ligadas em paralelo, a capacidade aumenta.
– Quando duas pilhas são ligadas em série/paralelo, a tensão e a capacidade aumentam.

Alguns exemplos:

Nas imagens, podemos ver claramente como a capacidade (Ah) e a tensão (V) aumentam à medida que as ligamos.

Nas baterias de chumbo-ácido, não é recomendável ligar mais de 4 baterias em série/paralelo, devido ao desequilíbrio criado pelas ligações dos cabos e às pequenas diferenças nas resistências internas das baterias.

Cablagem da bateria em paralelo

A forma como o banco de baterias é ligado ao sistema é importante. É fácil cometer erros ao efetuar as ligações ao banco de baterias. Um dos erros mais comuns é ligar todas as baterias em paralelo e, em seguida, ligar um lado do banco de baterias em paralelo à instalação eléctrica, como mostra a imagem abaixo.

Qual é o problema com esta ligação?
A energia da bateria de baixo só passa através dos cabos da ligação principal. A energia da bateria seguinte tem de passar pela ligação principal e pelos dois fios de interligação para a bateria seguinte. A bateria seguinte tem de passar por 4 conjuntos de fios de interligação. A que está acima tem de passar por 6 grupos de fios de interligação. Cada grupo de fios tem a sua própria resistência, que se vai somando. A pilha de cima fornece muito menos corrente do que a pilha de baixo.

O resultado é que a bateria abaixo está a trabalhar, a descarregar e a carregar em condições mais exigentes, pelo que irá falhar prematuramente.

Porque é que a resistência do cabo é importante quando se ligam bancos de baterias? Lembre-se que um cabo é como uma resistência. Quanto mais comprido for o cabo, mais resistência apresenta. Para além disso, os terminais do cabo e as ligações da bateria também oferecem resistência.

A corrente escolherá sempre o caminho de menor resistência. Assim, a maior parte da corrente passará pela pilha de baixo. Apenas uma pequena parte da corrente passará pela pilha de cima.

Para ligar corretamente várias baterias em paralelo, certifique-se de que todo o percurso da corrente que entra e sai de cada bateria é o mesmo.

Existem quatro formas de o fazer:

– Ligue-os na diagonal.
– Utilize um terminal positivo e um negativo Os comprimentos dos cabos do terminal para cada bateria devem ser iguais.
– Ligue-os a meio caminho. Certifique-se de que todos os cabos têm a mesma espessura.
– Utilize bielas.

Ao ligar as baterias de qualquer uma destas formas, a corrente fluirá igualmente entre todas as baterias e a mesma resistência será encontrada em todos os comprimentos de cabo igualmente.

Na loja, temos os cabos e as ligações necessárias para efetuar as uniões. Se não encontrar o que precisa, também o podemos fazer à medida.

Balanceamento do banco de baterias

Ao criar um banco de baterias com uma tensão mais elevada, como 24 V ou 48 V, é necessário ligar várias séries de baterias de 12 V. Mas há um problema com a ligação de baterias em série, que é o facto de as baterias não serem eletricamente idênticas.
Têm pequenas diferenças na resistência interna. Assim, quando uma série de baterias é carregada em série, esta diferença de resistência causará uma variação nas tensões terminais de cada bateria. As suas tensões tornam-se “desequilibradas”. Esse “desequilíbrio” aumentará com o tempo e fará com que uma bateria seja continuamente sobrecarregada e a outra bateria seja subcarregada. Como resultado, uma das baterias da série irá falhar prematuramente.

Para verificar o desequilíbrio do seu sistema:

– Carrega o banco de baterias.
– Mede no final da fase inicial de carregamento, que é quando o carregador está a carregar à corrente máxima.
– Mede a tensão individual de uma das baterias.
– Mede a tensão individual da outra bateria.
– Compare as tensões.
– Se houver uma diferença detetável entre elas, o banco de baterias não está equilibrado.

Para evitar o desequilíbrio inicial das baterias, certifique-se de que carrega totalmente cada bateria antes de as ligar em série (e/ou em paralelo). Para evitar o desequilíbrio posterior, à medida que as baterias envelhecem, utilize um equilibrador de baterias .

O equilibrador de baterias é ligado ao sistema como mostra a figura à direita. Mede a tensão do banco de baterias e a tensão das baterias individuais.
O equilibrador de bateria é ativado assim que o banco de baterias começa a carregar e a tensão de carga atinge mais de 27,3V. Começa então a medir e a comparar as tensões das duas baterias. Assim que detecta uma diferença de tensão superior a 0,1 V entre as duas baterias, acende-se uma luz de aviso e começa a equilibrá-las. Para o efeito, descarrega a pilha mais alta, puxando uma corrente até 0,7 A, até que as tensões das duas pilhas sejam iguais.

Para um sistema de 24 V, é necessário apenas um equilibrador de bateria. E para um sistema de 48 V, são necessários três equilibradores, um entre cada duas baterias.

E por hoje ficamos por aqui, espero que vos tenha ajudado a esclarecer dúvidas ou a descobrir algo que não sabiam, como sempre qualquer dúvida ou comentário podem deixar aqui mesmo e terei todo o gosto em responder.