DISCIPLINA SISTEMAS CARGA E PARTIDA (C&P) Prof. Edson

1. DISCIPLINA SISTEMAS CARGA E PARTIDA (C&P) Prof. Edson Prof. Edson-2012

2. Nesta disciplina vamos estudar: • Eletricidade, Eletromagnetismos e Máquinas Elétricas; (1ª Bim.) • Sistemas elétricos gerais de um veículo; • Carga de baterias e baterias; • Alternadores e reguladores; • Sistemas elétricos de partida e de ignição; • Iluminação, fiação, fusíveis, esquemas. • Aulas: • Semanal: 8 (Hora-Aula:4, e atividades autônomas: 6); Semestral: 144; Carga horária: 120 h Prof. Edson-2012

3. Bibliografia para o 2o bimestre:(*São os materiais básicos e o restante é complementar) *Manual de Tecnologia Automotiva Bosch 25a Ed. *Apostila Técnica de Alternadores Bosch (Disponibilizado). *Apostila Técnica de Motores de Partida Bosch (Disponibilizado) * Handbook of batteries, David Linden e Thomas Reddy, McGraw Hill 30 Ed. 2002 *Materiais Disponibilizados pelo Prof. no sitio da disciplina Automotive Electrics and Automotive Electronic – Completely Revised and Extended, Bosch Handbooks, Robert Bosch, 2007, Ed. Wiley. *Valve Regulated Lead Acid Battery, D. J.A. Rand et al., Elsevier 2004. *Introdução à Análise de Circuitos , Robert Boylestad, 10 ed. Prentice Hall. Prof. Edson-2012

4. Objetivos Específicos da Aula: • Materiais das Baterias (Lindenet al., Cap. 23) • Tecnologia AGM (Lindenet al. Cap. 24) • Características das Baterias (Manual da Bosch de baterias) • Circuitos de Cargas (Manual da Bosch de baterias e Linden et. al Cap. 23) Prof. Edson-2012

5. Características de Tensão em Circuito Aberto Equação de Nerst para células chumbo-ácida Prof. Edson - 2012

6. Gráfico da Tensão de Célula Aberta vs Concentração A tensão de uma célula é função direta da densidade do eletrólito. Sendo 2.125V para uma densidade de 1.28 e 2.05V para uma densidade de 1.21. Prof. Edson - 2012 6 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

7. Tabela de Densidade vs Carga Prof. Edson -2012 7 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

8. Auto-Descarga Ocorre pela própria reação dos eletrodos e com o meio ácido. Chumbo e Dióxido de Chumbo são termicamente instáveis em condições de circuito aberto! Assim teremos oxigênio no terminal positivo e hidrogênio no terminal negativo. Prof. Edson - 2012 8

9. Influências da Auto-Descarga Contaminação por íons metálicos Prof. Edson - 2012 9 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

10. Influência dos Materiais no Peso das Baterias Prof. Edson - 2012 10 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

11. Atualmente as Baterias podem ser classificadas entre dois tipos: Baterias fechadas: O eletrólito está livremente em movimento dentro dos vasos e os gases podem escapar através de pequenos furos. Baterias seladas: O eletrólito está preso em mantas de fibra de vidro ou na forma de gel. Os gases não escapam a menos que a pressão exceda o limite. Podem ainda ser, convencionais ou de baixa manutenção, livres de manutenção e completamente livres de manutenção. Prof. Edson - 2012 11

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13. Novos Projetos • Baterias Convencionais • Conjunto das placas suspenso acima do fundo • O fundo é triangular para armazenar sedimentos • Baterias de Baixa Manutenção • Separadores especiais tipo envelope (retém mat.) • Não é necessário suportes rígidos no fundo • Maior corrente por volume • Baterias Livres de Manutenção • Grades constituídas de ligas de PbCa no terminal + e PbSb no - • Baterias Completamente Livres de Manutenção • - Grades constituídas de ligas de PbCaAg no terminal + e PbCa no - Prof. Edson - 2012

14. Tecnologia AGM Absorbent Glass Mat Mantas de Fibra de Vidro Absorventes substituem as tradicionais placas de separação, permitindo que a manta retenha o ácido. Canais especiais de respiro interno impedem o escape dos gases. Prof. Edson - 2012 14

15. Tecnologia de Eletrólito à Gel Esta tecnologia utiliza um gel multi-componente que substitui a manta de AGM. Possui também válvulas de recirculação de gases. Prof. Edson - 2012

16. Período de Armazenamento Baterias convencionais: Completamente vazias – Ilimitado Baterias convencionais: Cheias de eletrólito – 3 a 6 meses Baterias Baixa Manutenção: Carregas – 18 meses Prof. Edson - 2012 16

17. Ciclo de Vida Prof. Edson - 2012 17 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

18. Carregar uma bateria de chumbo ácido é retornar o estado original das massas ativas e do eletrólito. Temos que lembrar que durante o processo de carga e descarga, partículas sólidas acabam se depositando no fundo da bateria. O processo de carga se dá pela passagem de corrente elétrica num volume que não produza gaseificação. Baterias convencionais de 12V têm um limite de tensão de carga variando entre 14,1V à 14,6. Baterias livres de manutenção podem trabalhar entre 14,5V à 15,0V. Prof. Edson - 2012 18 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

19. Métodos para carregar baterias • A corrente inicial de carga pode assumir qualquer valor, mas não pode produzir tensão na célula maior que 2,4V. Todo cuidado deve ser tomado para evitar a gaseificação, que é um processo que ocorre com tensões de célula maior que 2,4V. • Corrente constante • Corrente constante com decaimento múltiplo em passos • Corrente constante modificada • Tensão constante • Tensão constante modificada com corrente inicial constante • Tensão constante modificada com taxa final constante Prof. Edson - 2012 19 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

20. Corrente Constante de carga É um processo de carga pouco utilizado. Esta curva mostra a corrente apresentando 2 valores ao longo do ciclo de carga. Prof. Edson - 2012 20 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

21. Circuito de Carga com Corrente Constante Prof. Edson - 2012 21 http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/842

22. Métodos de Carga Prof. Edson - 2012 22 Manual de Baterias da Bosch

23. Tensão Constante de Carga É um processo de carga muito utilizado na industria. Prof. Edson - 2012 23 David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

24. Deve-se observar a temperatura da bateria e utilizar o fator de correção. Prof. Edson - 2012 24

25. Circuito de Carga com Corrente Constante Uma característica dos terminais de bateria é a diferença de diâmetro entre o terminal positivo e o negativo. Positivo > Negativo Controle de Tempo de Carga Circuito Corrente Constante Monitor de Tensão Monitor de Temperatura Prof. Edson - 2012 25

26. Aplicações Automotivas: Veículos Leves Gasolina => 0.7KW a 2.0KW Veículos Leves Diesel => 1.4KW a 2.6KW Ônibus e Utilitários => 2.3KW a 9.0KW Durante a partida de um veículo leve a corrente pode atingir 300A entre 0.3s a 3s. O pico de corrente pode chegar a 1000A. Em baixas temperaturas a corrente de partida é maior (2X). Baterias para veículos Off-road (vibrações) Prof. Edson - 2012 26

27. Aumento da Potência em Aplicações Automotivas Prof. Edson - 2012 27

28. Aplicações Automotivas: O consumo em Stand-by é de 10mA a 50mA, dependendo do tipo de dispositivos conectados com consumo contínuo, tais como relógios, alarmes, GPS, etc. A ECU consume uma corrente muito baixa, apenas para manter o sinal KAM de alimentação da RAM. Prof. Edson - 2012 28

29. Impacto do Regime de Operação do Veículo Regime de baixa velocidade – Carrega bateria Regime de alta velocidade – Carrega bateria Regime de Stop-and-Go – Carrega e descarrega Pior condição: Veículo parado em marcha-lenta Prof. Edson - 2012 29

30. Resistência Interna vs Temperatura A pior condição ocorre durante as partidas em baixas temperaturas. Prof. Edson - 2012 30

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