¿En qué se diferencian la carga “ecualizador”, la carga “refuerzo” y la “carga rápida”?
Cada uno de estos términos describe la misma función del cargador, que eleva temporalmente el voltaje de la batería por encima del nivel de flotación. Existen diferentes usos para el voltaje de carga elevado, como se muestra a continuación:
Significado comúnmente entendido del término
Ecualizar: “recarga” periódica de la capacidad de la batería y corrección de las diferencias de capacidad de las celdas
Boost: puede referirse a “ecualizar”, “carga rápida” y, a veces, a ambos.
Carga rápida: recarga más rápida de una batería descargada
¿Qué hace la carga de “ecualización” y por qué es necesaria?
Todas las baterías, incluso las ensambladas en bloques unificados, se construyen con celdas individuales conectadas en serie para obtener el voltaje de CC requerido. Como en todos los productos manufacturados, existe una variación en la capacidad de cada celda de la batería. A medida que la batería envejece, esta variación aumenta. Dado que la batería es una cadena de celdas cuya resistencia depende de su eslabón más débil, se requiere un sistema para garantizar que todas las celdas mantengan su capacidad máxima.
Un sistema llamado "ecualización" se utiliza comúnmente en baterías de plomo-ácido y de níquel-cadmio. La ecualización eleva temporalmente el voltaje de carga de toda la batería por encima del voltaje de flotación normal. Este elevado voltaje de carga permite que todas las celdas, incluidas las débiles, acepten más corriente del cargador que con el voltaje de flotación. Como consecuencia del elevado voltaje de ecualización, todas las celdas de la batería se sobrecargan. Esto es aceptable durante períodos cortos, siempre que la batería tenga suficiente electrolito.
La sobrecarga aumenta considerablemente la velocidad a la que el agua del electrolito de la batería se electroliza en oxígeno e hidrógeno. Dado que un nivel bajo de electrolito dañará permanentemente la batería, es importante limitar cuándo y durante cuánto tiempo se carga la batería a la tensión de ecualización.
¿Qué es la “carga rápida”?
Las baterías, como todos los conductores eléctricos, presentan resistencia en sus metales conductores. La ley de Ohm establece que la resistencia aumenta proporcionalmente al flujo de corriente a través de la batería (o de cualquier otro conductor imperfecto). Esto significa que cuantos más amperios de carga intentemos aplicar a la batería, más se perderá debido al calentamiento interno.
La carga rápida aumenta temporalmente el voltaje de salida del cargador para compensar la resistencia interna de la batería. Esto permite que la batería siga aceptando la corriente máxima del cargador durante más tiempo, en lugar de reducir su aceptación de carga prematuramente, como ocurriría si se cargara a un voltaje de flotación normal.
¿Cuál es el voltaje de carga correcto?
El valor de los voltajes de flotación y de ecualización/refuerzo/alta tasa lo determina el fabricante de la batería y depende de su composición química y construcción. Desviarse de los valores recomendados, excepto cuando sea necesario ajustar la temperatura, provocará una carga insuficiente o excesiva de la batería, lo que reducirá su vida útil y rendimiento.
¿Cómo saber cuándo el cargador debe funcionar en modo de flotación o de ecualización?
Independientemente del propósito previsto de aumentar el voltaje del cargador, debe haber una forma de iniciar y finalizar la carga con un voltaje más alto que el de flotación.
A continuación se muestran los métodos de control más comunes.
Método de control: interruptor manual
· Ventaja: Simple, barato
· Desventaja: Alto riesgo de olvidar que la unidad está funcionando con un voltaje de carga elevado
· Comentario: No recomendado
Método de control: Temporizador iniciado manualmente
· Ventaja: Simple y finaliza automáticamente la carga.
· Desventaja: Requiere la intervención del usuario
Comentario: No hay forma de saber cuándo la batería se beneficiaría de una carga de alto voltaje. No hay forma de saber cuál es el tiempo correcto.
Método de control: Temporizador iniciado automáticamente
· Ventaja: Adecuado para sitios remotos que los usuarios no visitan con frecuencia
· Desventaja: El tiempo debe ser preprogramado.
· Comentario: No se puede predecir el tiempo preprogramado correcto ya que es probable que la profundidad de descarga varíe.
Método de control: Iniciación automática con final determinado por la batería
· Ventaja: La terminación del voltaje de carga elevado se basa en las necesidades de la batería, no en un programa.
· Desventaja: La corriente continua alta puede hacer que el sistema permanezca en un voltaje elevado durante demasiado tiempo.
¿Cuándo es necesaria la compensación de temperatura de la batería? ¿Qué importancia tiene?
Es bien sabido que todas las baterías de almacenamiento —ventiladas, VRLA de plomo-ácido o de níquel-cadmio— requieren diferentes voltajes de carga a distintas temperaturas. En frío, la batería requiere un voltaje de carga superior al normal para alcanzar el máximo rendimiento posible. En caliente, es necesario reducir el voltaje de carga para evitar la sobrecarga y la consiguiente pérdida de electrolito.
Cuando la batería se encuentra en un entorno bien controlado, la compensación de temperatura aporta poco valor. Por el contrario, es absolutamente esencial cuando las baterías se ubican en armarios exteriores u otras zonas expuestas a temperaturas extremas. Estos datos ilustran la importancia de la compensación de temperatura:
· Cuando una batería que tiene una temperatura de 90 grados F se carga al voltaje correcto para 50 grados F, se secará por completo en tres meses.
· Cuando una batería a 20 grados F se carga al voltaje correcto para 50 grados F, no se cargará y, por lo tanto, no ofrecerá el rendimiento especificado.
El uso de un cargador equipado con compensación automática de temperatura puede evitar ambos problemas.
Estoy pensando en desactivar la función de compensación de temperatura porque el cargador y la batería no están en la misma ubicación y me preocupa sobrecargar la batería.
La compensación de temperatura solo debe desactivarse si se puede garantizar que las baterías siempre estarán a temperatura ambiente (25 °C o 77 °F).
La detección remota de temperatura (RTS) es la forma correcta de proporcionar carga con compensación de temperatura cuando la batería y el cargador se encuentran en entornos diferentes. Siempre es preferible a la carga sin compensación y a la carga con compensación local. El uso de un sensor conectado directamente a la batería elimina todas las variables de temperatura del cargador y las diferentes temperaturas ambiente. El uso de RTS no presenta ninguna desventaja. En comparación con la compensación de temperatura desactivada o en el cargador, RTS aumentará considerablemente el rendimiento de la batería al máximo. Independientemente de las condiciones, RTS hace que el cargador suministre el voltaje exacto que necesita la batería.
EVEREXCEED implementó una opción para desactivar la compensación de temperatura, principalmente para las pruebas de aceptación del cliente, a fin de demostrar que el ajuste de voltaje coincide con el voltaje de salida real. Esto puede ser difícil de determinar en un cargador con compensación de temperatura.
EVEREXCEED diseñó su sistema RTS de forma que, si el sensor remoto se daña o se desconecta, el cargador vuelve al modo de funcionamiento no compensado. Este cambio se indica en el panel frontal del cargador.
¿Por qué las baterías de níquel-cadmio necesitan una carga de refuerzo?
Las baterías de níquel-cadmio ofrecen la mayor fiabilidad de todas las baterías y son más resistentes al desgaste mecánico y ambiental que las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, requieren una carga especial para alcanzar el máximo rendimiento.
Si una batería de níquel-cadmio se carga únicamente a la tasa de flotación, normalmente solo entregará alrededor del 70 % de su capacidad nominal. Este problema es más grave en aplicaciones de alta tasa, como el arranque de motores, donde incluso pequeñas reducciones de capacidad tienen un impacto significativo en el rendimiento.
La manera más eficaz de garantizar la plena capacidad de una batería de níquel-cadmio es cargarla periódicamente a un voltaje elevado. Esto puede iniciarse de forma manual o automática, según el cargador. La ecualización automática es más fácil de usar y reduce el riesgo de olvidarse de volver al voltaje de flotación.
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