Projeto RAGIO
Atualizado em 17/09/2014
Controle de Carga de Baterias
O circuito de alimentação dos carregadores de baterias possui disjuntor próprio.
São utilizados 12 carregadores independentes, que tem fonte chaveada e podem ser ligados a indiferentemente a 110, 127 ou 220 Vca, mono ou trifásica (bivolt automático).
Os carregadores são inteligentes, e fornecem correntes até 30 A (carga rápida) de equalização e de flutuação.
O Arduino MEGA da Placa de Controle de Carregadores registra os tempos de carga, de descarga e de descanso das baterias.
Mede também a Temperatura
dos carregadores 12 e 13, e os valores de energia (tensão e corrente CA) de
alimentação, para cálculos de custo e autonomia.
Para isso utiliza a Placa Medição CA (Corrente Alternada)
Tela Controle de Carga de Baterias :
CARACTERES LayOut Display 20 caracteres, 4 linhas
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Essa tela é mostrada localmente num display pequeno, ligado diretamente ao Arduino, mas também deve ser transmitida e mostrada pelo Computador de Bordo.
O Controle de Carga de Baterias controla a alimentação dos carregadores, divididos em 3 conjuntos de 4 carregadores, a saber :
Grupo RS - baterias A, B, C e D
Grupo ST - baterias A, B, C e D
Grupo TR - baterias A, B, C e D
Os carregadores dos 3 bancos são alimentados via relês, com um retardo, e seqüencialmente, para minimizar o surto de corrente inicial.
Essa seqüência é alterada diariamente.
Por exemplo:
Dia D, o acionamento das baterias obedece à ordem A, B, C e D
Dia D+1, o acionamento das baterias obedece à ordem B, C, D e A
Dia D+2, o acionamento das baterias obedece à ordem C, D, A e B
Dia D+3, o acionamento das baterias obedece à ordem D, A, B e C
Dia D+4, o acionamento das baterias obedece à ordem A, B, C e D
e assim por diante.
Esses dados são enviados para o Computador de Bordo, que é gerenciado por um Arduino Mega.
Diagrama esquemático - Carregadores
OBS.: O esquema abaixo é básico, não mostra disjuntores, interruptores, contatos auxiliares, fusíveis, indicadores de funcionamento (LEDS), temporizadores e demais detalhes.
Uma unidade especial (Carregador 13) é utilizada para carregar a bateria que fornece energia para o circuito original do veículo (faróis, limpador de pára-brisa, ventilador, lâmpadas, rádio, etc...), VAuto e para a bateria que alimenta os circuitos de instrumentação e de controle lógico do inversor., VControl.
Durante o carregamento das baterias, o Carregador 13 é alimentado por tensão alternada (CA -> CC).
Mas quando o automóvel não está sendo carregado, e o carro está em funcionamento, ele passa a ser alimentado pelos 144 Vcc do pack de baterias de potência, funcionando como conversor CC -> CC , para garantir estarem as baterias Automotiva e de Controle (carregada via diodo Schottky) sempre carregadas.
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Contatos |
1 |
0 |
2 |
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1-2 |
x |
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3-4 |
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x |
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5-6 |
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x |
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7-8 |
x |
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9-10 |
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x |
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11-12 |
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x |
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13-14 |
x |
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15-16 |
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x |
Essa comutadora será acionada pela torção do plug na tomada tripolar (Steck), instalada no bocal do tanque de combustível.
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O cabo de força emborrachado possui 4 condutores (3 fases + terra), e será conectado à rede elétrica por um conector STECK trifásico, onde existir essa opção, que é a recomendada.
Para alimentação monofásica, haverá acessórios adicionais, para uso de tomadas padrão ABNT ou NEMA.
Para alimentação 110 V, usaremos um cabo adaptador com tomada Steck, e plug padrão ABNT de 20 A. (grosso, 4,8 mm. de diâmetro).
Para alimentação 220 / 240 V monofásico usaremos o mesmo cabo acima, mas com adaptador para plug de 10 A.
Seqüência de Operação
1 - A chave seletora é acionada pela tomada Steck
2 - O Arduino MEGA mede as tensões, e verifica a alimentação Mono ou Trifásica.
3 - O relê seleciona a alimentação, se monofásica (1) ou trifásica (3)
4 - A tensão de entrada é medida, 110-130V ou 220/240V
5 - Os carregadores são ajustados para a tensão de entrada. O Carregador 13 é acionado.
6 - Após um tempo, começam a ser ligados os outros carregadores, na seqüência do dia (ABCD, por exemplo).
7 - O Módulo Carregador mede as correntes (CA) de cada Carregador, e o Módulo Monitoramento mede as tensões e correntes (CC) de cada bateria.
8 - O Módulo Carregador controla os Carregadores individualmente, via PWM e Acopladores óticos, assegurando oferecer as tensões e correntes otimizadas para a carga das Baterias.
9 Também coleta e armazena esses dados para a confecção dos gráficos, e o controle de Consumo, tanto de CA como de CC.
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ESQUEMA POTENCIA 144 VCC |
BATERIAS |
Pontos
MEDIÇÃO |
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Ponto de medição V PACK |
Ponto de medição AN |
| Esquema parcial - Pontos de ligação dos
carregadores, e medição de tensão Um cuidado
especial deve ser tomado quanto à isolação galvânica das entradas (Monitor) e
saídas (Controle de Carga), visto que |
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A corrente de carga inicial depende da potência do carregador ; não é ajustável.
A tensão sobe do valor inicial Vi ( tensão da bateria ) até 14,4 V
A corrente fica constante até a tensão atingir 14,4 V, em seguida decresce.
Quando a corrente
passa abaixo de 1 A, a tensão da fonte é rebaixada para 13,8V e fica
neste patamar ( tensão de flutuação );
a corrente é quase zero.
Caso a tensão da bateria caia abaixo dos 13 V o ciclo se repete automaticamente.
As tensões e correntes são constantemente monitoradas pela Placa de Controle de Carregadores
VANTAGENS :
- a bateria pode ser carregada até 100%
- não há risco de a bateria ferver
- não requer a presença de um operador
- o carregador pode ficar sempre ligado à bateria
- não há
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