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Prof. Edson-20121 DISCIPLINA SISTEMAS CARGA E PARTIDA (C&P) Prof. Edson.

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

2 Prof. Edson 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

3 Prof. Edson Bibliografia para o 2 o 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 *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 *Introdução à Análise de Circuitos, Robert Boylestad, 10 ed. Prentice Hall.

4 Prof. Edson Objetivos Específicos da Aula: - Materiais das Baterias (Linden et al., Cap. 23) - Tecnologia AGM (Linden et 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)

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

6 Prof. Edson Gráfico da Tensão de Célula Aberta vs Concentração David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed 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.

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

8 Prof. Edson 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.

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

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

11 Prof. Edson 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.

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13 Prof. Edson 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 -

14 Prof. Edson 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.

15 Prof. Edson 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.

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

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

18 Prof. Edson 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. David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed 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.

19 Prof. Edson 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. a)Corrente constante b)Corrente constante com decaimento múltiplo em passos c)Corrente constante modificada d)Tensão constante e)Tensão constante modificada com corrente inicial constante f)Tensão constante modificada com taxa final constante David Linden e Thomas Reddy, Handbook of batteries, McGraw Hill 30 Ed. 2002

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

21 Prof. Edson Circuito de Carga com Corrente Constante

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

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

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

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

26 Prof. Edson 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)

27 Prof. Edson Aumento da Potência em Aplicações Automotivas

28 Prof. Edson 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.

29 Prof. Edson 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

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

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