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Tecnologia de controle do sistema de carga de baterias aumenta a eficiência de utilização

Para manter as condições ideais de funcionamento da bateria dos carros modernos com elevado consumo de energia pelos sistemas eletrônicos, foi desenvolvido um sistema denominado como “carregamento inteligente”

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Por Antonio Gaspar de Oliveira


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A maioria dos veículos utilizam baterias comuns, mas sabemos que existem outros tipos de baterias sendo utilizadas nos veículos com mais tecnologia como o sistema Start & Stop, que necessita de mais energia disponível para acionar o motor de partida automaticamente, sempre que o carro parar em semáforos ou congestionamentos.

Com as baterias evoluindo e o consumo de energia nos veículos aumentando, foi necessário desenvolver um sistema que pudesse monitorar as condições de carga da bateria durante o funcionamento e uso do carro.

A GM é uma das montadoras que utilizam este sistema inteligente, instalando um sensor para medir a corrente através do cabo negativo da bateria e enviar o sinal para o módulo de controle do chassi (BMC) ou módulo de controle do trem de força (PCM), sendo que os dois módulos usam o sinal para regular a saída de carga do alternador, conforme a necessidade de energia solicitada pelos sistemas do veículo.

O sensor utilizado pela GM é do tipo pinça amperimétrica, no qual o cabo negativo da bateria passa por dentro dele. Outros modelos de sensores ficam instalados no polo negativo da bateria.

A bateria é apenas um dos componentes do sistema de carga do veículo e quem alimenta este sistema é o alternador, que também recebeu inovações tecnológicas e é bem diferente dos modelos anteriores que funcionavam de forma independente dos demais componentes do carro. Os alternadores mais modernos só carregam se os módulos de controle do carro permitirem.

O uso de lâmpada de teste ou voltímetro, para analisar os alternadores modernos, pode não dar certo e será necessário o uso de um scanner para identificar possíveis falhas neste componente.

Este sistema de gerenciamento de energia elétrica do veículo envolve todos os componentes, incluindo a bateria, o alternador, o sensor da bateria e os módulos de controles (BMC e PCM). 

Este sistema foi desenvolvido para monitorar o consumo de energia do veículo e carregar a bateria apenas quando necessário, isso reduz o consumo de combustível e prolonga a vida útil da bateria porque além de controlar a forma de carregamento de energia, a temperatura dela também é monitorada, principalmente durante o período de carga, que provoca uma reação química e eleva a temperatura e quanto mais controlada, maior será a eficiência do sistema.

Durante o funcionamento do veículo, o sistema executa algumas funções:

• Avalia os parâmetros de funcionamento e monitora a tensão da bateria. 

• Conforme a necessidade de energia, faz correções das rotações do motor, alterando a rotação da marcha lenta e controlando a tensão da bateria.

• Informações do sistema aparecem no painel para avisar o motorista sobre possíveis anomalias.

Eliminando a necessidade de ir até um eletricista só para saber se o sistema de carga está funcionando corretamente, o sistema de gerenciamento testa a bateria toda vez que a ignição é ligada e desligada.

Nós sabemos que no carro, a partir do momento que foi desligada a chave de ignição, muitos sistemas continuam ativos e consumindo energia, o sistema de gerenciamento também considera este consumo de energia com o carro desligado por algumas horas e somente após este tempo é que será feita a medição da tensão de circuito aberto para determinar o estado da carga.

Durante o funcionamento do motor, o sensor de corrente da bateria, que está conectado ao cabo negativo, monitora as condições da bateria e este mesmo sensor de corrente também avalia a temperatura para determinar o valor da carga e a taxa de carga mais adequada para a condição de funcionamento do veículo.

Como o sistema de gerenciamento de energia funciona em rede com o Módulo de Controle (BCM) e o Módulo de Controle do Motor (ECM) por meio de um barramento de dados, o BCM é quem determina a saída do alternador e envia essa informação ao ECM para que ele possa controlar o sinal de ativação do alternador. 

O BCM monitora a corrente do sensor da bateria, a tensão positiva da bateria e a temperatura dela, para determinar as condições de carga.

O sensor de corrente da bateria possui três fios e gera um sinal de 5 volts modulado por largura de pulso (PWM) com um ciclo de trabalho de 0 a 100%, sendo que o ciclo de trabalho normal é considerado entre 5 e 95%. 

Durante a partida o alternador tem as suas funções inibidas para reduzir o esforço e consumo de energia pelo motor de partida. Após a partida e quando o motor estiver funcionando, o ECM vai enviar um sinal de ativação para o alternador. Na sequência o ECM recebe informações do BCM para avaliar a temperatura da bateria e as informações sobre o estado da carga.

O conjunto formado pelo ECM, BCM, bateria e alternador funcionam como um sistema de gerenciamento de energia e tem seis modos de operações:

1 - Modo de sulfatação da bateria - determina o protocolo de carga correto para corrigir a condição de sulfatação da placa. O BCM entra neste modo se a tensão de saída do alternador for inferior a 13,2 V por 45 minutos. O BCM entrará no modo de carga por 2 ou 3 minutos e determinará em qual modo entrar, dependendo dos requisitos de tensão.

2 - Modo de carga - O BCM entrará no modo de carga quando detectar uma das seguintes condições:

• Os limpadores ficam LIGADOS por mais de 3 segundos.

• Solicitação de modo de aumento de tensão de controle do ar-condicionado quando for ativado. 

• Ventilação ativada em alta velocidade, desembaçador traseiro.

• A temperatura da bateria está abaixo de zero.

• O BCM determina que o estado de carga da bateria está abaixo de 80%.

• A velocidade do veículo está acima de 150 Km/h.

• O sensor de corrente da bateria está mostrando uma falha.

• A tensão do sistema está abaixo de 12,56 V.

Quando qualquer uma dessas condições for atendida, o sistema definirá a tensão de saída do alternador desejada para 13,9 até 15,5 V, dependendo do estado de carga e da temperatura da bateria.

3 - Modo de economia de combustível - O BCM entrará no modo de economia de combustível quando a temperatura da bateria estiver entre 3 e 80° Celsius, quando a corrente calculada da bateria for menor que 15 amperes e o estado de carga estiver abaixo de 80%. Nestas condições, o BCM ajusta a saída do alternador para atuar entre 12,5 a 13,1 V.

4 - Modo farol - O BCM aumenta a saída do alternador para 13,9 a 14,5 V sempre que os faróis são ligados.

5 - Modo de inicialização - O BCM comanda uma tensão de 14,5 volts por 30 segundos após a inicialização.

6 - Modo de redução de tensão - Para aumentar a vida útil da bateria, o BCM reduzirá a tensão do sistema sob certas condições. Para quem não conhece este sistema, pode pensar que o alternador tem um problema, mas isso ocorre de forma controlada pelo sistema e permite gerar apenas 12,9 volts no modo de redução de tensão.

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