A gama Blue Smart IP22 Charger inclui carregadores de bateria multifásicos inteligentes, criados especificamente para otimizar cada ciclo de carga e a manutenção da carga durante períodos prolongados.
O algoritmo de carga multifases inclui as fases de carregamento individuais descritas abaixo:
«Bulk» (inicial)
A bateria é carregada com a corrente de carga máxima até a tensão aumentar para a tensão de absorção configurada.
A duração da fase inicial depende do nível de descarga da bateria, da capacidade da bateria e da corrente de carga.
Quando a fase de carga inicial está completa, a bateria estará aproximadamente 80 % carregada (ou> 95 % para baterias Li-Ion) e pode ser recolocada em serviço se necessário.
«Absorption» (absorção)
A bateria é carregada com uma tensão de absorção configurada, com a corrente de carga a diminuir lentamente à medida que a bateria se aproxima da carga completa.
A duração predefinida da fase de absorção é adaptativa e varia de forma inteligente em função do nível de descarga da bateria (determinado com a duração da fase de carga inicial).
A duração da fase adaptativa de absorção pode variar entre um mínimo de 30 min e um limite máximo de 8 h (ou conforme a configuração) para uma bateria descarregada em profundidade.
Em alternativa, é possível selecionar a duração fixa da absorção; com o modo Li-ion selecionado, esta duração corresponde à predefinição automática.
A fase de absorção também pode ser ativada com base na condição da corrente de cauda (se estiver ativada), quando esta for inferior a um determinado limiar da corrente de cauda.
Renovação
É realizada uma tentativa de aumento da tensão da bateria para a tensão de renovação configurada, enquanto a corrente de saída do carregador é ajustada para 8 % da corrente de carga nominal (por exemplo, máximo de 1,2 A para um carregador de 15 A).
A Renovação é um estado de carga opcional para baterias de chumbo-ácido e não recomendado para uma utilização regular/cíclica. Deve ser utilizada apenas quando for necessário, pois uma utilização supérflua ou abusiva reduz a vida útil da bateria, devido a uma gaseificação excessiva.
Uma tensão de carga superior durante a fase de renovação pode parcialmente recuperar/reverter a degradação da bateria devido a sulfatação, causada tipicamente por um carregamento inadequado ou por a bateria tiver sido deixada num estado de descarga profunda durante um período longo (se for feita atempadamente).
A fase de renovação também pode ser aplicada ocasionalmente em baterias inundadas para equalizar as tensões de células individuais e prevenir a estratificação de ácido.
A fase de recondicionamento termina quando a tensão de bateria aumentar para a tensão de recondicionamento configurada ou após uma duração máxima de 1 h (ou segundo a configuração).
Em certas condições, é possível que o estado de recondicionamento termine antes de a respetiva tensão configurada ser atingida, como, por exemplo, quando o carregador estiver a alimentar cargas em simultâneo, se a bateria não tiver sido carregada completamente antes do início da fase de recondicionamento, se a duração do recondicionamento for demasiado pequena (inferior a uma hora) ou se a corrente de saída do carregador for insuficiente em relação à capacidade da bateria/banco de baterias.
Flutuação
A tensão da bateria é mantida na tensão de flutuação configurada para prevenir a descarga.
Quando a fase de flutuação começa, a bateria está carregada completamente e pronta a usar.
A duração da fase de flutuação também é adaptativa e varia de 4 h a 8 h, dependendo da duração da fase de carga de absorção, altura em que o carregador determina que a bateria está na fase de armazenagem.
Armazenagem
A tensão da bateria é mantida numa tensão de armazenagem configurada, ligeiramente reduzida em comparação com a tensão de flutuação, para minimizar a gaseificação e permitir uma vida da bateria alargada, enquanto a bateria não for utilizada e estiver em carregamento contínuo.
Absorção repetida
Para recuperar a bateria e prevenir uma autodescarga lenta na fase de armazenagem durante um período alargado, ocorrerá uma hora em carga de absorção semanalmente (ou conforme a configuração).
Os indicadores LED apresentam o estado de carga ativo; consulte a imagem abaixo:
Em alternativa, pode utilizar um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect para visualizar o estado de carga ativo; consulte as secções «Monitorização > VictronConnect» para obter mais informação.
Existem três modos de carga integrados (Normal, Alto e Li-Ion), para além de uma fase de renovação opcional que também pode ser incluída (exceto para o modo Li-ion).
Os modos de carga integrados, combinados com a lógica de carga adaptativa são adequados para as baterias mais comuns, como as de chumbo-ácido inundadas, AGM, Gel e LiFePO4.
O modo de carga necessário pode ser selecionado com o botão MODE (modo) no carregador ou um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte a secção «Configuração > Configuração com carregador» ou «Configuração > Configuração com VictronConnect» para obter mais informação.
Se for necessário, também é possível realizar uma configuração avançada com as definições do utilizador por meio de um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel e tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte as secções «Configuração avançada > Definições avançadas» e «Configuração avançada > Definições do modo Especialista».
Todas as definições são guardadas e não se perdem quando o carregador for desconectado da fonte de alimentação principal ou da bateria.
Os valores definidos da tensão de carga para cada um dos modos de carga integrados são indicados na tabela abaixo:
Aviso
Para garantir um carregamento adequado, a longevidade da bateria e o funcionamento seguro, é importante selecionar um modo de carga adequado para o tipo e a capacidade da bateria a carregar; consulte as recomendações do fabricante da bateria.
A gama Blue Smart IP22 Charger inclui a compensação de temperatura, que otimiza automaticamente a tensão de carga nominal/configurada com base na temperatura ambiente (exceto no modo Li-ion ou se for desativada manualmente); consulte a secção «Funcionamento > Compensação de temperatura» para obter mais informação.
A Renovação é um estado de carga opcional para baterias de chumbo-ácido e não recomendado para uma utilização regular / cíclica; deve ser utilizada apenas quando for necessário, pois uma utilização supérflua ou abusiva reduz a vida útil da bateria, devido a uma gaseificação excessiva.
Quando o modo de renovação estiver ativado, a fase de renovação será incluída no ciclo de carga (quando a fase de absorção estiver completa) e a tensão da bateria aumentada para um nível elevado; consulte a secção «Funcionamento > Algoritmo de carga» para obter mais informação.
Se o modo de renovação estiver ativado, o LED respetivo irá acender-se e piscar durante a fase de renovação.
O modo de renovação pode ser ativado e desativado com o botão MODE (modo) no carregador ou um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte a secção «Configuração > Configuração com carregador» ou «Configuração > Configuração com VictronConnect» para obter mais informação.
Se o modo de baixa corrente estiver ativado, a corrente de carga máxima será limitada a 50 % da corrente de carga nominal máxima e a ventoinha de arrefecimento desativada; consulte a secção de «Especificações técnicas» para obter mais informação.
Recomenda-se o modo de corrente baixa ao carregar baterias de capacidade inferior com um carregador de corrente elevada; o carregamento a uma corrente de carga excessiva pode degradar e sobreaquecer a bateria prematuramente.
Normalmente, a corrente de carga máxima para baterias de chumbo-ácido não deve exceder aproximadamente ~0,3C (mais de 30 % da capacidade da bateria em Ah) e a corrente de carga máxima para baterias LiFePO4 não deve exceder ~0,5C (mais de 50 % da capacidade da bateria em Ah).
Quando o modo de corrente baixa estiver ativado, o LED NIGHT (noturno) fica intermitente.
O modo de baixa corrente pode ser ativado e desativado com o botão MODE (modo) no carregador ou um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte a secção «Configuração > Configuração com carregador» ou «Configuração > Configuração com VictronConnect» para obter mais informação.
Aviso
Também é possível definir o limite da corrente de carga para um valor definido pelo utilizador entre a corrente de carga nominal máxima e o limite da corrente de carga mínima (25 % do máximo) por meio de um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte a secção «Configuração avançada > Definições avançadas» para obter mais informação.
Quando o limite da corrente de carga estiver definido em ou abaixo de 50 % da corrente de carga nominal máxima, o LED NIGHT (noturno) fica intermitente.
Quando o modo noturno estiver ativado, a corrente de carga máxima será limitada a 50 % da corrente de carga nominal máxima e a ventoinha de arrefecimento será desativada durante 8 h (normalmente durante a noite).
Decorridas 8 h ou se o carregador for desligado da alimentação elétrica, o modo Noturno é desativado e o carregador volta ao funcionamento normal com a corrente de carga nominal máxima disponível e o funcionamento da ventoinha de arrefecimento ativado.
O modo Noturno é particularmente útil para proporcionar um funcionamento totalmente silencioso ao carregar durante a noite.
Quando o modo Noturno estiver ativado, o LED NIGHT (noturno) acende-se.
O modo noturno pode ser ativado e desativado com o botão MODE (modo) no carregador ou um dispositivo com Bluetooth ativado (telemóvel ou tablet) através da aplicação VictronConnect; consulte a secção «Configuração > Configuração com carregador» ou «Configuração > Configuração com VictronConnect» para obter mais informação.
A gama Blue Smart IP22 Charger inclui a compensação de temperatura, que otimiza automaticamente a tensão de carga nominal/configurada com base na temperatura ambiente (exceto no modo Li-ion ou se for desativada manualmente).
A tensão de carga ótima de uma bateria de chumbo-ácido varia inversamente à temperatura da bateria; a compensação da tensão de carga da bateria com base na temperatura elimina a necessidade de definições especiais da tensão de carga em ambientes frios ou quentes.
Durante a ativação, o carregador irá medir a sua temperatura interna e utilizar essa temperatura como referência para compensar a temperatura; no entanto, a medição da temperatura inicial está limitada a 25 ºC por não ser possível saber se o carregador ainda está quente de um funcionamento anterior.
Como o carregador gera algum calor durante o funcionamento, a medição da temperatura interna é usada apenas dinamicamente se tiver sido considerada fiável, quando a corrente de carga diminuir até um nível baixo/negligenciável e tiver passado um tempo adequado para a temperatura do carregador estabilizar.
Para uma compensação da temperatura mais precisa, os dados de temperatura da bateria devem ser obtidos com um monitor da bateria compatível (como um BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense ou Dongel VE.Bus Smart) através da VE.Smart Networking; consulte a secção «Funcionamento - VE.Smart Networking» para obter mais informação.
A tensão de carga configurada está relacionada com uma temperatura nominal de 25 ºC, ocorrendo uma compensação de temperatura linear entre os limites de 6 ºC a 50 ºC, com base no coeficiente predefinido de compensação da temperatura de -16,2 mV/ºC nos carregadores de 12 V (-32,4 mV/ºC nos carregadores de 24 V) ou de acordo com a configuração.
Consulte no gráfico seguinte a curva de temperatura vs a tensão de carga predefinida para carregadores de 12 V:
Aviso
O coeficiente de compensação da temperatura é especificado em mV/ºC e aplica-se a toda a bateria/banco de baterias (não por célula de bateria).
Se o fabricante da bateria especificar um coeficiente de compensação da temperatura por célula, terá de ser multiplicado pelo número total de células em série (normalmente existem seis células em série numa bateria à base de chumbo-ácido de 12 V).
A gama Blue Smart IP22 Charger inclui a capacidade de VE.Smart Networking, que permite a comunicação Bluetooth entre produtos compatíveis da Victron para otimizar o funcionamento do carregador e o desempenho e a vida da bateria.
Esta função permite aos carregadores receber dados precisos sobre a tensão da bateria (Volt-sense), a corrente de carga (Current-sense) e a temperatura da bateria (Temp.-sense) a partir de um monitor de bateria compatível (como um BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense ou VE.Bus Smart Dongle) e/ou de vários carregadores para funcionar em simultâneo com o carregamento sincronizado, de forma a melhorar ainda mais o ciclo de carregamento.
Um único monitor de bateria compatível (como BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense ou Ve.Bus Smart Dongle) proporciona dados de deteção da tensão, temperatura e/ou corrente a todos (um ou vários) carregadores na rede VE.Smart comum.
Vários carregadores compatíveis numa rede VE.Smart comum (com ou sem um monitor de bateria) também irão sincronizar o seu algoritmo de carga (conhecido como carga sincronizada).
Aviso
Apenas pode ser incluído um monitor de bateria (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense ou VE.Bus Smart Dongle) numa rede VE.Smart.
Todas as ligações do monitor da bateria (cabos do sensor de tensão e de temperatura e da derivação «shunt» de corrente) e carregadores numa rede VE.Smart comum têm de estar conectadas à mesma bateria / banco de baterias.
O número máximo de dispositivos permitido numa rede VE.Smart são 10.
A comunicação através da rede VE.Smart requer que todos os dispositivos estejam dentro do alcance de Bluetooth recíproco. Os sistemas com sinal Bluetooth fraco ou intermitente entre dispositivos vão ter problemas de ligação. A intensidade do sinal entre os dispositivos pode ser verificada na página de VE.Smart Networking na aplicação VictronConnect.
Os vários carregadores numa rede VE.Smart comum devem ter as mesmas definições de carga, como o «mestre» pode mudar dinamicamente, qualquer carregador pode tornar-se esse «mestre».
Os vários carregadores numa rede VE.Smart comum não precisam de ser do mesmo tipo ou modelo, apenas devem ser compatíveis com VE.Smart Networking (inclui carregadores Blue Smart, carregadores Phoenix e carregadores solares MPPT).
Alguns dispositivos mais antigos podem não ser compatíveis com a VE.Smart Networking ou apresentar limitações; consulte a tabela «Compatibilidade do produto de rede VE.Smart» no manual correspondente para confirmar.
Apenas os Blue Smart IP22 Charger com revisão de hardware 2 ou posterior, lançados na semana de produção 24 de 2020, são compatíveis com a VE.Smart Networking. Consulte a etiqueta do produto na parte posterior do carregador para confirmar a revisão do hardware («hw rev 02» ou posterior) e/ou a data de produção («SN: HQ2024xxxxx» ou posterior).
A deteção da tensão utiliza os dados da tensão da bateria medidos diretamente nos terminais da bateria (ou muito próximos) e fornece-os ao carregador; em seguida, o carregador utiliza estes dados da tensão para aumentar dinamicamente a tensão de saída e compensar com precisão a queda de tensão na cablagem e ligações entre o carregador e a bateria.
Isto permite carregar a bateria com a tensão exata configurada no carregador, em vez de com uma tensão inferior devido à queda de tensão na cablagem e nas ligações.
A queda de tensão é proporcional à corrente de carga e à resistência da cablagem/ligação (V=IxR), de modo que esta queda varia durante um ciclo de carga e pode ser bastante significativa ao carregar com correntes de carga mais altas através de uma cablagem e ligações com uma resistência superior à ideal; neste cenário, o sensor de tensão será particularmente benéfico.
Tenha em conta que o sensor de tensão não permite utilizar cabos / ligações com uma classificação incorreta, nem compensar uma queda de tensão excessivamente elevada; para um funcionamento fiável e seguro, os cabos e as ligações têm de ser devidamente classificados e dimensionados para a aplicação; consulte a secção «Instalação > Ligações elétricas» para obter mais informação.
A deteção da temperatura utiliza os dados de temperatura da bateria que são medidos com precisão diretamente num terminal da bateria ou no corpo da bateria e fornece-os ao carregador que, em seguida, utiliza estes dados de temperatura para compensar dinamicamente a tensão de carga (diminuir ou aumentar) segundo o coeficiente de temperatura especificado (X mV/ºC).
A tensão de carga ótima de uma bateria de chumbo-ácido varia inversamente à temperatura da mesma com a tensão de carga nominal especificada em 25 ºC; a compensação automática da tensão de carga da bateria com base na temperatura elimina a necessidade de ajustar manualmente a definição da tensão de carga em ambientes frios ou quentes.
Para as baterias de lítio, a tensão de carga ideal permanece constante em todas as temperaturas de funcionamento normais; no entanto, estas baterias podem ficar permanentemente danificadas se forem carregadas em condições de frio; neste caso, os dados da deteção de temperatura podem ser utilizados para desativar automaticamente o carregamento em condições de frio (normalmente abaixo de 5 ºC).
A deteção de corrente utiliza os dados da corrente da bateria medidos pela derivação «shunt»do monitor da bateria (requer um BMV ou SmartShunt) e fornece-os ao carregador, que os utiliza como referência (em vez da corrente de saída do carregador) para definir a corrente de cauda.
A definição da corrente de cauda refere-se ao nível da corrente de carga decrescente (típico no final de um ciclo de carga total) em relação ao limiar de acionamento para determinar quando a bateria está totalmente carregada e, consequentemente, quando é possível terminar a fase de absorção (antes de o limite da fase de absorção ser atingido). A utilização da corrente de cauda para terminar a fase de absorção é um método muito eficaz e comum utilizado para carregar corretamente as baterias e chumbo-ácido.
Para terminar a fase de absorção no ponto correto, é importante que o fluxo da corrente real para a bateria seja referenciado em relação ao limiar da corrente de cauda, em vez da corrente de saída do carregador, que pode ser significativamente mais elevada; se alguma carga for ligada durante o carregamento, uma parte da corrente de saída do carregador vai fluir diretamente para as cargas, tornando o cumprimento da condição de corrente de cauda mais difícil ou impossível sem a deteção da corrente.
A capacidade de carregamento sincronizado permite combinar vários carregadores compatíveis numa rede VE.Smart comum, de modo que os carregadores funcionem em simultâneo como um carregador de grandes dimensões.
Os carregadores sincronizam o algoritmo de carregamento entre si sem necessidade de «hardware» ou ligações físicas adicionais e alteram simultaneamente os estados de carregamento.
O carregamento sincronizado funciona priorizando sistematicamente todos os carregadores e atribuindo a um a qualidade de «mestre», que controla então a fase de carregamento de todos os outros carregadores «escravos». No caso de o «mestre» inicial ser desligado da rede VE.Smart por qualquer motivo (fora do alcance do Bluetooth, por exemplo), outro carregador será sistematicamente designado como «mestre» e assume o controlo; isto também pode ser revertido se a comunicação com o «mestre» inicial (que tem uma prioridade superior) for reposta. O carregador mestre não pode ser selecionado manualmente.
O carregamento sincronizado não regula nem equaliza a saída de corrente de vários carregadores, pois cada carregador ainda o controlo total sobre a sua própria saída de corrente. Desta forma, a variação da saída de corrente entre vários carregadores é normal (dependendo principalmente da resistência do cabo e das condições de carga), não sendo possível configurar um limite de saída para a corrente total do sistema.
O carregamento sincronizado pode ser configurado com diferentes carregadores, desde que sejam compatíveis com VE.Smart Networking (isto inclui carregadores Blue Smart IP22 compatíveis, carregadores Smart IP43 e carregadores solares SmartSolar MPPT). O carregamento a partir de carregadores solares não tem prioridade sobre os carregadores de alimentação da rede elétrica e, por isso, nalgumas instalações (dependendo principalmente da resistência do cabo e das condições de carregamento) é possível que a energia solar seja subutilizada.
O carregamento sincronizado também pode ser utilizado com um monitor da bateria (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense ou VE.Bus Smart Dongle) para fornecer os dados da medição de tensão, temperatura e/ou corrente aos carregadores numa rede VE.Smart comum; consulte as secções «Funcionamento > VE.Smart Networking > Medição de tensão / Medição de temperatura / Medição de corrente» para obter mais informação.
Na ausência de um monitor da bateria que proporcione os dados da medição da corrente (requer um BMV ou SmartShunt), a corrente de carga de cada carregador individual é combinada pelo «mestre» e referenciada em relação à corrente de cauda definida.
Um novo ciclo e carga vai começar quando:
A condição de Nova carga inicial configurada é cumprida (normalmente devido a uma carga de grande dimensão):
O «Método de nova carga inicial» é definido como «Corrente» e a «Corrente de nova carga inicial» está desativada (configuração predefinida): a saída de corrente deve ser mantida na saída de corrente máxima durante 4 s.
O «Método de nova carga inicial» é definido como «Corrente» e a «Corrente de nova carga inicial» é configurada com um valor definido pelo utilizador: a saída de corrente deve superar a «Corrente de nova carga inicial» configurada durante 4 s, enquanto o carregador estiver na fase de flutuação ou de armazenamento.
O «Método de nova carga inicial» está definido como «Tensão» e o «Desvio de tensão da nova carga inicial» é configurado com um valor definido pelo utilizador: a tensão da bateria deve ser inferior à «Tensão de nova carga inicial» configurada durante 1 min.
O carregador está numa rede VE.Smart com o carregamento sincronizado: a tensão da bateria deve ser inferior à «Tensão de nova carga inicial» configurada durante 1 min (independentemente do «Método de nova carga inicial» selecionado).
Pode carregar ou utilizar o botão MODE (modo) para selecionar um novo modo de carregamento.
A aplicação VictronConnect é utilizada para selecionar um novo modo de carga ou para modificar a função do modo de «Alimentação elétrica» para «Carregador».
A fonte de alimentação para a alimentação CA foi isolada e reconectada.
O tempo necessário para recarregar uma bateria a 100 % do SoC (estado de carga) depende da capacidade da bateria, da profundidade de descarga, da corrente de carga e do tipo/química da bateria, que tem um efeito considerável nas caraterísticas da carga.
Uma bateria de chumbo-ácido apresenta normalmente um estado da carga (SoC) de cerca de 80 % quando a fase de carga inicial estiver completa.
A duração da fase de carga inicial Tbulk pode ser calculada como Tbulk = Ah/I, em que I é a corrente de carga (excluindo quaisquer cargas) e Ah é a capacidade da bateria esgotada abaixo dos 80 % de estado da carga (SoC).
A duração da fase de absorção Tabs varia segundo a profundidade de descarga; podem ser necessárias até 8 h de absorção para que uma bateria profundamente descarregada atinja 100 % do SoC.
Por exemplo, o tempo necessário para recarregar uma bateria de 100 Ah à base de chumbo-ácido descarregada com um carregador de 10 A seria aproximadamente:
Duração fase inicial, Tinicial = 100 Ah x 80 % / 10 A = 8 h
Duração da fase de absorção, Tabs = 8 h
Duração de carga total, Ttotal = Tinicial + Tabs = 8 + 8 = 16 h
Uma bateria de Li-ion apresenta normalmente um estado de carga (SoC) superior a 95 % quando a fase de carga inicial estiver concluída.
A duração da fase de carga inicial Tinicial pode ser calculada como Tinicial = Ah / I, em que I é a corrente de carga (excluindo quaisquer cargas) e Ah é a capacidade da bateria esgotada abaixo dos 95 % de estado da carga (SOC).
A duração da fase de absorção Tabs necessária para atingir 100 % SoC é tipicamente inferior a 30 min.
Por exemplo, o tempo de carga de uma bateria de 100 Ah se for carregada com um carregador de 10 A para um SoC de aproximadamente 95 % é Tinicial = 100 x 95 % / 10 = 9,5 h.
Por exemplo, o tempo necessário para recarregar uma bateria de 100 Ah à base de Li-ion descarregada com um carregador de 10 A seria aproximadamente:
Duração fase inicial, Tinicial = 100 Ah x 95 % / 10 A = 9,5 h
Duração da fase de absorção, Tabs = 0,5 h
Duração de carga total, Ttotal = Tinicial + Tabs = 9,5 + 0,5 = 10 h
Os modelos de 3 saídas Blue Smart IP22 Charger incluem um isolador de bateria FET integrado e múltiplas saídas isoladas.
As múltiplas saídas isoladas permitem que um único carregador carregue várias baterias individuais num nível de tensão/SoC diferente sem um fluxo de corrente entre as baterias e com a corrente de carga intrinsecamente distribuída entre todas as baterias, dependendo do seu nível de tensão/SoC e da capacidade.
Os modelos de carregador de 3 saídas podem fornecer a corrente de saída nominal total de todas as três saídas; no entanto, a corrente combinada de todas as saídas é limitada à corrente de saída nominal total.
Aviso
As várias saídas isoladas não são reguladas individualmente, um algoritmo de carga (ciclo de carga e tensão de carga) é aplicado a todas as saídas; por conseguinte, todas as baterias precisam de ser compatíveis com o algoritmo de carga comum (normalmente o mesmo tipo de química).