Carregar um banco de lítio a partir do alternador parece simples: ligue os dois e deixe a corrente fluir. Na prática, o alternador produz uma tensão que varia com a temperatura, a carga e o regime do motor, enquanto um pack LiFePO4 exige uma tensão de carga específica e uma corrente controlada. Fazê-lo bem é a diferença entre um banco que dura uma década e um que é forçado em cada viagem.

A distinção essencial

Um conversor DC-DC mantém estável uma tensão de saída. Um carregador DC-DC controla o processo de carga: limita a corrente e aplica a tensão adequada à bateria. São duas funções diferentes. Alimentar um frigorífico a partir de um conversor é adequado; carregar um banco de lítio com ele, não.

Porque não ligar simplesmente o alternador à bateria?

Surgem três problemas assim que tenta:

  • A tensão está errada e varia. Um alternador de 12 V pode situar-se entre cerca de 13,5 V e 14,6 V, e os alternadores «inteligentes» modernos descem deliberadamente mais baixo em certas condições para poupar combustível. Um banco de lítio que precisa de 14,2–14,6 V pode nunca os ver.
  • Nada limita a corrente. Um banco de lítio grande com baixo estado de carga aceita corrente muito elevada. Isso pode sobrecarregar o alternador, sobreaquecê-lo ou queimar a correia.
  • A bateria de arranque pode ficar sem carga. A energia que vai para o banco de serviços não está disponível para o veículo. Uma instalação correta carrega primeiro a bateria de arranque.

O que faz realmente um carregador DC-DC

Um carregador DC-DC coloca-se entre o sistema elétrico do veículo e o banco de lítio. Recebe a tensão que o alternador fornece, converte-a numa saída estável e limita a corrente ao valor que escolher. Ao fazê-lo, resolve também o problema do alternador inteligente, porque não depende de o alternador atingir uma tensão específica.

Características típicas a procurar, todas presentes nos modelos desta loja:

  • Tensões de carga documentadas adequadas ao tamanho do banco — por exemplo, 14,6 V para um banco de 12 V (4 células), 29,2 V para 24 V, 43,8 V para um banco de 36 V e 58,4 V para 48 V.
  • Uma corrente máxima de saída documentada, para o ajustar ao que o seu alternador e a sua bateria conseguem aceitar.
  • Um intervalo de entrada amplo, para que o carregador continue a funcionar quando a tensão do alternador varia.
  • Um projeto térmico adequado ao compartimento do motor, onde poeira, calor e vibração são normais.

Ajustar a tensão de carga à bateria

As células LiFePO4 são carregadas a cerca de 3,45–3,65 V por célula, e é por isso que a mesma química produz as diferentes tensões de carga que se veem numa gama de produtos. A tabela mostra como as saídas documentadas neste catálogo correspondem aos tamanhos de banco comuns.

Tensões de carga documentadas neste catálogo face aos tamanhos de banco LiFePO4 comuns
Banco Células em série Tensão de carga documentada
12 V nominal 4S 13,8 V, 14,5 V, 14,6 V
24 V nominal 8S 29,2 V
36 V nominal 12S 43,8 V
48 V nominal 16S 58,4 V

Use sempre a tensão especificada pelo fabricante da sua bateria, não um número genérico de um guia — incluindo este. Alguns packs destinam-se a ser carregados a tensão mais baixa para durarem mais, e alguns BMS desligam-se se a tensão exceder o seu limite. Um BMS é um dispositivo de proteção, não um regulador de carga.

Escolher a corrente de carga

Aplicam-se dois limites e vence o mais baixo:

  1. O que a bateria aceita. A ficha técnica da sua bateria indica uma corrente de carga máxima e uma recomendada. Um carregador muito grande não faz carregar mais depressa um banco pequeno — o BMS recusa simplesmente, ou as células são forçadas.
  2. O que o alternador pode ceder. A carga é uma carga contínua, ao contrário do breve pico do motor de arranque. Uma regra amplamente usada é manter a carga contínua dentro de cerca de metade da potência nominal do alternador e confirmar o valor com a documentação do veículo — mas encare isso como ponto de partida para as suas próprias verificações, não como uma especificação.

Exemplo prático

Um banco de 12 V que aceita 50 A, atrás de um alternador de 180 A cujas cargas próprias do veículo já consomem 60 A, tem em teoria cerca de 120 A de margem. Aplicando a regra acima (cerca de metade da potência nominal, ou seja ~90 A), o carregador deve ser regulado bem abaixo — um modelo documentado de 40 A ou 55 A serve com margem.

Calor e arrefecimento: porque aqui o rendimento importa

O compartimento do motor é um dos piores lugares para eletrónica. É quente, poeirento e muitas vezes húmido, e cada watt de calor residual tem de sair de uma caixa pequena que pode estar montada em ar parado.

É o rendimento que torna praticável um projeto selado e sem ventoinha. Um carregador a 95 % de rendimento transforma 5 % do que processa em calor; a 800 W são cerca de 40 W. Aumente as perdas e a mesma unidade precisa de ar para sobreviver — o que, num compartimento do motor, significa aspirar poeira e acrescentar uma peça móvel que acabará por falhar.

Os modelos abaixo estão documentados como arrefecidos naturalmente (sem ventoinha) e, quando o rendimento está documentado, na ordem dos 95%. Essa combinação significa menos coisas que podem falhar e nenhum ruído de ventoinha, ao preço de uma posição de montagem sensata com algum ar em torno da caixa.

Uma nota honesta sobre comparações

A PVShop não faz comparações de rendimento ou calor com outras marcas. Os valores aqui citados são os valores documentados pelo fornecedor para estes modelos exatos e não foram testados de forma independente por nós. Se comparar com outro produto, compare as condições de ensaio documentadas, não o número de destaque.

Carregadores DC-DC para o carregamento pelo alternador

Dois desses modelos estão documentados como bidirecionais, ou seja, o fornecedor descreve-os como capazes de transferir energia nos dois sentidos. Se pretende contar com esse comportamento — por exemplo, para manter uma bateria de arranque a partir de um banco de serviços — confirme primeiro connosco o modo de funcionamento previsto para a sua instalação, porque a documentação não descreve a lógica de controlo em detalhe.

O essencial da instalação

  1. Proteja com fusível ambas as extremidades do cabo entre a bateria de origem e o carregador, e entre o carregador e o banco de serviços. Dimensione o fusível para o cabo, não para a potência nominal do carregador.
  2. Mantenha a linha de entrada curta e grossa. A queda de tensão reduz a tensão de entrada do carregador e aumenta a corrente de entrada para a mesma potência de saída.
  3. Monte-o onde o ar possa circular. Uma unidade sem ventoinha também precisa de dissipar calor. Não a enterre atrás de isolamento nem numa caixa selada.
  4. Não carregue uma bateria gelada. A maioria dos fabricantes de LiFePO4 indica não carregar abaixo de 0 °C; verifique os dados da sua bateria e, se usar o veículo no inverno, use uma bateria com corte de carga a baixa temperatura.
  5. Defina primeiro a limitação de corrente de forma prudente, e aumente-a depois de ter medido correntes e temperaturas reais numa viagem longa.

Porto de acostagem ou alternador

Um carregador de alternador serve para quando o motor está a trabalhar. Quando está ligado à rede num parque de campismo ou numa marina, precisa de um carregador de rede — consulte o guia sobre o carregamento da rede e do porto. Muitas instalações usam ambos, com cada carregador dimensionado para a sua própria fonte.

Perguntas frequentes

Posso usar um conversor DC-DC normal para carregar a minha bateria de lítio?+

Não em segurança como carregador. Um conversor regula a tensão, mas não gere um perfil de carga nem protege a bateria de corrente excessiva. Use uma unidade documentada como carregador para a química e o tamanho de banco que tem.

Um carregador DC-DC funciona com um alternador inteligente?+

É uma das suas principais vantagens. Como aceita um intervalo de entrada amplo e produz a sua própria saída regulada, não depende de o alternador atingir uma tensão fixa. Escolha um modelo cujo intervalo de entrada documentado cubra a tensão mais baixa que o seu veículo produz.

Com que rapidez vai carregar o meu banco?+

Aproximadamente a corrente de saída do carregador, menos o que a bateria vai reduzindo à medida que enche. Um carregador de 40 A não fornece 40 A durante toda a carga; a última parte é a corrente decrescente. O tempo de carga depende também do estado de carga do banco e da corrente aceite.

Devo manter a bateria de arranque do veículo?+

Sim, em quase todas as instalações. O carregador deve ser disposto de modo que a bateria do próprio veículo seja carregada primeiro. Deixar um veículo com a bateria de arranque descarregada contraria o objetivo do carregador DC-DC.

A saída está isolada da entrada?+

Não presuma isolamento a menos que a documentação do modelo o indique. A ligação à massa é importante quando o carregador é montado longe das baterias; mantenha os retornos curtos e siga as indicações de cablagem da página do modelo.

Os valores de rendimento, arrefecimento, potência e corrente citados acima são declarados pelo fornecedor para os modelos exatos e não são testados de forma independente pela PVShop. As tensões de carga devem seguir as especificações do fabricante da sua bateria. A PVShop não faz comparações com qualquer outra marca.