¿En qué se diferencian las cargas “equalize”, “boost” y “fast charge”?
Cada uno de estos términos describe la misma función del cargador, en la que el cargador eleva temporalmente el voltaje de la batería por encima del nivel de flotación. Hay diferentes usos para el voltaje de carga elevado, como se muestra a continuación:
Significado comúnmente entendido del término
Equalize – “Recarga de mantenimiento” periódica de la capacidad de la batería y corrección de las diferencias de capacidad entre celdas
Boost – Puede referirse a “equalize”, “fast charge” y, en ocasiones, a ambos
Fast charge – Recarga más rápida de una batería descargada
¿Qué hace la carga “equalize” y por qué es necesaria?
Todas las baterías, incluso las ensambladas en bloques unitarios, están construidas con celdas de batería individuales conectadas en serie para obtener el voltaje de CC requerido. Al igual que todos los productos fabricados, existe variación entre las capacidades de cada celda de la batería. A medida que la batería envejece, esta variación aumenta. Dado que la batería es una cadena de celdas que solo es tan fuerte como su eslabón más débil, se requiere algún método para garantizar que todas las celdas mantengan su capacidad máxima.
Un método llamado “equalizing” se usa comúnmente tanto en baterías de plomo-ácido como de níquel-cadmio. La ecualización eleva temporalmente el voltaje de carga de toda la cadena de baterías por encima del voltaje normal de “flotación”. El voltaje de carga elevado permite que todas las celdas, incluidas las débiles, acepten más corriente del cargador que con el voltaje de flotación. Una consecuencia del voltaje elevado de ecualización es que todas las celdas de la batería reciben una sobrecarga. 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 y gas hidrógeno. Dado que un nivel bajo de electrolito dañará permanentemente la batería, es importante limitar cuándo y durante cuánto tiempo la batería se carga con el voltaje de ecualización.
¿Qué es la “fast charging”?
Las baterías, al igual que todos los conductores eléctricos, sufren resistencia en sus metales conductores. La ley de Ohm indica que la resistencia aumenta en proporción al flujo de corriente a través de la batería (o cualquier otro conductor imperfecto). Esto significa que cuantos más amperios de carga intentemos aplicar a la batería, más energía se perderá debido al calentamiento interno.
La “fast charging” 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 tempranamente su aceptación de carga como ocurriría si se cargara con el voltaje normal de flotación.
¿Cuál es el voltaje de carga correcto?
El valor de los voltajes de flotación y de ecualización/boost/alta velocidad lo determina el fabricante de la batería y depende de la química y la construcción de la batería. Desviarse de los valores recomendados, excepto cuando sea necesario para ajustar la temperatura, provocará una carga insuficiente o excesiva de la batería; ambas reducirán la vida útil y el rendimiento de la batería.
¿Cómo saber cuándo el cargador debe funcionar en modo de flotación o ecualización?
Independientemente del propósito previsto de aumentar el voltaje del cargador, debe existir una forma de iniciar y finalizar la carga a un voltaje superior al de flotación.
Los métodos de control más comunes se muestran a continuación.
Método de control: Interruptor manual
· Ventaja: Simple y económico
· 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 termina la carga automáticamente
· Desventaja: Requiere intervención del usuario
· Comentario: No hay forma de saber cuándo la batería se beneficiaría de una carga con voltaje elevado. No hay forma de saber cuál es el ajuste de tiempo correcto
Método de control: Temporizador iniciado automáticamente
· Ventaja: Adecuado para sitios remotos donde los usuarios no acuden con frecuencia
· Desventaja: El tiempo debe programarse previamente.
· Comentario: El tiempo preprogramado correcto no puede predecirse, ya que es probable que la profundidad de descarga varíe
Método de control: Inicio automático 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: Una corriente continua alta puede hacer que el sistema permanezca con voltaje elevado durante demasiado tiempo
¿Cuándo se necesita la compensación de temperatura de la batería? ¿Qué importancia tiene?
Es bien sabido que todas las baterías de almacenamiento, ya sean de plomo-ácido ventiladas o VRLA, o de níquel-cadmio, requieren diferentes voltajes de carga a diferentes temperaturas. Cuando está fría, la batería requiere un voltaje de carga superior al normal para ofrecer el máximo rendimiento posible. Cuando está caliente, el voltaje de carga debe reducirse para evitar la sobrecarga y la consiguiente pérdida de electrolito.
Cuando la batería está ubicada en un entorno con temperatura bien controlada, la compensación de temperatura aporta poco valor. Por el contrario, la compensación de temperatura es absolutamente esencial cuando las baterías están ubicadas en gabinetes exteriores u otras áreas expuestas a temperaturas extremas. Estos hechos ilustran el valor de la compensación de temperatura:
· Cuando una batería con una temperatura de 90 grados F se carga con el voltaje correcto para 50 grados F, quedará seca por ebullición en tres meses.
· Cuando una batería a 20 grados F se carga con el voltaje correcto para 50 grados F, no logrará cargarse y, por lo tanto, no proporcionará el rendimiento especificado.
El uso de un cargador equipado con compensación automática de temperatura puede prevenir 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 deshabilitarse si se puede garantizar siempre que las baterías estén a temperatura ambiente (25 °C o 77 °F).
La detección remota de temperatura (RTS) es la forma correcta de proporcionar una carga compensada por temperatura cuando la batería y el cargador se encuentran en ambientes diferentes. Siempre es preferible tanto a la carga sin compensación como a la carga con compensación local. El uso de un sensor conectado directamente a la batería elimina todas las variables de la temperatura del cargador y de las diferentes temperaturas ambiente. No hay ninguna desventaja en utilizar RTS. En comparación con la compensación de temperatura deshabilitada o la compensación de temperatura dentro del cargador, RTS aumentará de forma absoluta y positiva el rendimiento de la batería al máximo posible. Independientemente de las condiciones, RTS hace que el cargador suministre el voltaje exacto que necesita la batería.
EVEREXCEED hizo una provisión para deshabilitar la compensación de temperatura principalmente para las pruebas de aceptación del cliente: para 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 modo que, si el sensor remoto se daña o se desconecta, el cargador vuelva al funcionamiento sin compensación. Este cambio se indica en el panel frontal del cargador.
¿Por qué las baterías de níquel cadmio necesitan cargarse con "impulso"?
Las baterías de níquel cadmio ofrecen la mayor fiabilidad de cualquier batería y son más resistentes al maltrato mecánico y ambiental que las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, necesitan una carga especial para proporcionar el máximo rendimiento.
Si una batería de níquel cadmio se carga únicamente a la tasa de flotación, normalmente proporcionará solo alrededor del 70 % de su capacidad nominal. Este es un problema más grave para aplicaciones de alta tasa, como el arranque de motores, donde incluso pequeñas reducciones de capacidad tienen un impacto significativo en el rendimiento.
La forma más eficaz de garantizar que toda la capacidad esté disponible en una batería de níquel cadmio es cargarla periódicamente a un voltaje elevado. Esto puede iniciarse de forma manual o automática, dependiendo del cargador. La ecualización automática es más fácil de usar y reduce el riesgo de olvidar volver al voltaje de flotación.
