La estrecha relación entre el cargador y la batería

Los cargadores son una gran inversión, ya sea que esté buscando mantener su automóvil en funcionamiento por más tiempo o si necesita encender una batería descargada. Querrá uno que pueda manejar cualquier tipo de batería que tenga, desde plomo ácido hasta iones de litio.

Muchos cargadores cuentan con modos especializados que pueden "mantener" una batería entre usos, lo que ayuda a que no se descargue lentamente ni se dañe. Otros también ofrecen capacidades de arranque rápido, aunque son poco frecuentes.

Voltaje

La estrecha relación entre un cargador y una batería es crucial para la seguridad, vida útil, eficiencia y confiabilidad de ambos. Los cargadores proporcionan un medio para poner energía en las baterías y tienen que funcionar junto con los tipos, capacidades, tecnología y especificaciones de la batería, así como con la corrección del factor de potencia (PFC) y los convertidores CC-CC.

La carga de la batería es un proceso complejo que involucra la conversión de químicos dentro de la batería. El tiempo que toma para que esto suceda depende del tipo de químico usado y de la construcción de la celda.

Un cargador rápido de alta corriente puede bombear energía eléctrica a la batería más rápido de lo que el proceso químico puede convertirla. Esto puede causar daños a la batería.

Afortunadamente, existen métodos para detectar cuándo se completa la conversión química de los productos químicos activos y detener la carga antes de que cause algún daño a la batería. Esto se llama detección de punto de corte y es vital para preservar la vida útil de la batería.

Otra característica importante es la detección de -dV que monitorea el voltaje de la batería, comparándolo con un valor establecido que está preestablecido en el detector de presencia de batería M15 en la Figura 1. El circuito hace uso de ruidos de conmutación que ocurren muy lentamente en comparación con el cambio de voltaje real de la batería.

El voltaje de carga de la batería es más bajo que el de los terminales de salida del cargador porque existe cierta cantidad de resistencia entre el cargador y las baterías. Esta pérdida se puede compensar conectando cables de detección entre el cargador y las baterías, de modo que el voltaje en la batería se mida directamente en lugar de tomarse de los terminales de salida. Esto ayuda a garantizar que las baterías se carguen de manera rápida y efectiva sin desperdiciar demasiado voltaje.

Actual

La corriente es el flujo de portadores de carga eléctrica, como los electrones, de un punto a otro. La unidad SI de corriente es el amperio (A).

Una batería usa mucha energía para cargarse, por lo que el cargador debe proporcionarle suficiente energía para mantener el voltaje. Existe una estrecha relación entre el cargador y la batería que afecta la forma en que funcionan.

Cuando un cargador está conectado a una batería, convierte un voltaje de entrada de CA en un voltaje de suministro de CC, VDD. Luego, el voltaje de CC se usa para alimentar las cargas en un circuito.

El cargador tiene varias funciones, que incluyen monitoreo de energía, detección de ondas y control de carga. También debe tener un circuito de detección de fallas para garantizar que la batería no esté sobrecargada o en cortocircuito.

Para evitar que los transitorios de carga excesivos afecten el pin PROG durante la carga en modo de voltaje constante, se puede usar un filtro de paso bajo RC simple. Conecte una resistencia de 1k al pin PROG y luego conecte el otro extremo de la resistencia a un capacitor de 0.1mF con su otro extremo conectado a tierra.

Esto permite que el pin PROG permanezca en 1,5 V mientras el cargador está en modo de corriente constante. La resistencia de programación del cargador (R1) se establece dividiendo 1,5 V por la corriente deseada a través de R1.

Cuando se completa la carga, el IC cierra el ciclo de carga en función de que la corriente que ingresa a la batería cae por debajo de un umbral durante la fase de CV. Esto se hace para ahorrar energía, ya que la cantidad de carga que ingresa a la batería disminuye exponencialmente durante la carga CV.

Amperios

Los amperios son unidades de medida que muestran cuánta corriente, o electricidad, fluye a través de un alambre o cable eléctrico. Similar al flujo de agua a través de la manguera de una bomba, el voltaje empuja la corriente a través del cable.

Los amperios y los voltios se miden con un multímetro. Un multímetro usa fuertes abrazaderas de hierro para concentrar el campo magnético alrededor del conductor y generar un voltaje que se convierte en una lectura digital en el medidor.

La clasificación de vatios en su cargador es otra forma de medir la cantidad de energía que entrega. Para calcular los vatios, divida el consumo de energía de su dispositivo por su voltaje de suministro.

Del mismo modo, la clasificación de amperios de su batería le indica cuánta energía puede entregar a su dispositivo. Conocer esta información puede ayudarlo a determinar el tamaño de sus alambres y cables para garantizar que su dispositivo reciba la energía adecuada sin sobrecargarlos, lo que podría causar daños o provocar un incendio.

Los voltios y los amperios no son peligrosos por sí solos, pero pequeños cambios en cualquiera de ellos pueden aumentar el peligro de una descarga eléctrica. Es por eso que saber cómo calcular tanto los voltios como los amperios puede ahorrarle tiempo a largo plazo.

Peso

El peso de la batería es una consideración importante si desea maximizar la vida útil de su vehículo eléctrico. Una batería que pesa demasiado puede perjudicar al conductor en términos de rendimiento y seguridad. Las baterías más eficientes no son las más ligeras de la habitación. La mejor manera de medir el peso de su eVgo es usar una calculadora de peso de batería para determinar exactamente cuántas libras o kilogramos se necesitan para proporcionar la potencia deseada. El siguiente paso es comparar sus resultados con baterías de tamaño similar de la misma marca y modelo para asegurarse de que no está comprando una unidad defectuosa. La batería puede ser el componente más caro de su EV, por lo que querrá mantenerla en óptimas condiciones.

Temperatura

La temperatura es un elemento importante de cualquier batería, ya que afecta la velocidad y el tipo de reacciones químicas que ocurren dentro de una celda. Las temperaturas más altas permiten extraer más energía de una batería, sin embargo, también aumentan el riesgo de fuga térmica.

Los cargadores tienen la capacidad de detectar la temperatura de una batería y usar esta información para ajustar su voltaje y corriente de salida para proporcionar una carga óptima para sus baterías. Esto mejora la vida útil y el rendimiento de la batería y garantiza que las baterías no se sobrecalienten.

La razón principal de esto es que el calor agrega resistencia adicional a la batería que se contrarresta con un suministro de voltaje más bajo del cargador. Esta es la única forma de cargar las baterías al voltaje adecuado sin que se sobrecalienten.

Otro problema es que a medida que las baterías envejecen, tienden a aumentar su temperatura, esto puede deberse a varias razones. Puede deberse a la corrosión interna y al deterioro de las celdas, lo que conduce a una mayor cantidad de resistencia interna.

Esto a su vez hace que aumenten las corrientes del cargador y la temperatura de la batería, es un círculo vicioso. La temperatura puede llegar a ser tan alta que es irrecuperable y la batería comienza a fallar.

Esta es la razón por la cual la mejor práctica para todas las baterías es mantener la temperatura lo más baja posible. Esto es especialmente cierto en el caso de las baterías de plomo ácido más antiguas que han perdido parte de su capacidad debido al envejecimiento.