4. Funcionamiento
4.1. Algoritmo de carga
La gama Smart IP43 Charger se compone de cargadores de batería multietapa inteligentes, especialmente diseñados para la optimización de cada ciclo de recarga y el mantenimiento de la carga durante periodos de tiempo prolongados.
El algoritmo de carga multietapa incluye cada una de las siguientes fases:
Carga inicial
La batería se carga con corriente de carga máxima hasta que la tensión llega a la tensión de absorción configurada.
La duración de la fase de carga inicial depende del nivel de descarga de la batería, la capacidad de la batería y la corriente de carga.
Una vez completada la fase de carga inicial, la batería estará cargada aproximadamente al 80 % (o > 95 % para baterías de iones de litio) y puede volver a usarse si hace falta.
Absorción
La batería se carga a la tensión de absorción configurada y la corriente de carga se reduce lentamente según la batería se aproxima al estado de plena carga.
La duración predeterminada de la fase de absorción es adaptativa y varía de forma inteligente en función del nivel de descarga de la batería (determinado por la duración de la fase de carga inicial).
La duración de la fase de absorción adaptativa puede variar entre un mínimo de 30 minutos y un límite máximo de 8 horas (o según se haya configurado) para una batería profundamente descargada.
También se puede seleccionar una duración fija de la absorción. Esta es la preconfiguración automática cuando se elige el modo Li-ion.
La fase de absorción también se puede finalizar antes en función de la situación de la corriente de cola (si está habilitada), es decir, cuando la corriente de carga cae por debajo del umbral de corriente de cola.
Reacondicionamiento
Se intenta aumentar la tensión de la batería hasta la tensión de reacondicionamiento configurada, mientras que la corriente de salida del cargador se ajusta al 8 % de la corriente de carga nominal (por ejemplo, un máximo de 1,2 A para un cargador de 15 A).
El reacondicionamiento es una fase de carga opcional para baterías de plomo-ácido y no está recomendado para su uso habitual o cíclico. Ha de usarse solo cuando haga falta, ya que el uso innecesario o excesivo reducirá la vida de la batería debido al exceso de gaseado.
La mayor tensión de carga de la fase de reacondicionamiento puede recuperar/revertir parcialmente la degradación de la batería causada por sulfatación, normalmente debida a una carga inadecuada o a haber dejado la batería en descarga profunda durante un periodo de tiempo prolongado (si se hace a tiempo).
La fase de reacondicionamiento también puede aplicarse ocasionalmente a baterías inundadas para ecualizar las tensiones de las celdas y evitar la estratificación ácida.
La fase de reacondicionamiento se termina en cuanto la tensión de la batería aumenta hasta la tensión de reacondicionamiento configurada o tras una duración máxima de 1 hora (o según se haya configurado).
Tenga en cuenta que en determinadas circunstancias es posible que el estado de reacondicionamiento termine antes de alcanzar la tensión de reacondicionamiento configurada: si el cargador está alimentando cargas simultáneamente, si la batería no estaba totalmente cargada antes de que empezara la fase de reacondicionamiento, si la duración del reacondicionamiento es demasiado breve (fijada en menos de una hora) o si la corriente de salida del cargador es insuficiente en proporción a la capacidad de la batería/bancada de baterías.
Flotación
La tensión de la batería se mantiene a la tensión de flotación configurada para evitar la descarga.
Una vez que comienza la fase de flotación la batería está completamente cargada y lista para su uso.
La duración de la fase de flotación también es adaptativa y varía entre 4 y 8 horas en función de la duración de la fase de absorción, momento en el que el cargador determina que la batería entre en fase de almacenamiento.
Almacenamiento
La tensión de la batería se mantiene a la tensión de almacenamiento configurada, que es ligeramente inferior a la tensión de flotación, para minimizar el gaseado y alargar la vida de la batería mientras la batería no se usa y está en carga continua.
Absorción repetida
Para recuperar la carga de la batería y evitar que se vaya descargando sola poco a poco si está en fase de almacenamiento durante un largo periodo de tiempo, se producirá una carga de absorción automática de 1 hora cada 7 días (o según se haya configurado).
El indicador LED muestra el estado de carga activo; véase la siguiente imagen:
Alternativamente, se puede usar un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect para ver el estado de carga activo. Véanse las secciones “Monitorización > VictronConnect > Pantalla de estado” y “Monitorización > VictronConnect > Pantalla de gráficos” para más información.
4.2. Modos de carga
Hay tres modos de carga integrados (normal, alto e iones de litio) y además se puede incluir una fase opcional de reacondicionamiento (excepto en el modo iones de litio).
Los modos de carga integrados y la lógica de carga adaptativa están bien adaptados para los tipos de baterías más comunes, como las de plomo-ácido inundadas, AGM, gel y LiFePO4.
Se puede seleccionar el modo de carga necesario con el botón MODE (modo) en el cargador o con un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect. Véase “Configuración > Configuración con el cargador” o “Configuración > Configuración con Bluetooth” para más información.
Si fuese necesario, el usuario puede definir sus propios ajustes mediante la configuración avanzada con un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect. Véanse las secciones “Configuración avanzada > Ajustes avanzados” y “Configuración avanzada > Ajustes modo experto” para más información.
Los ajustes realizados se guardan y no se perderán al desconectar el cargador de la alimentación de la red o de la batería.
4.2.1. Charge voltage (tensión de carga)
Los ajustes de tensión de carga de cada fase de carga se modifican según el modo de carga integrado seleccionado. Véase la siguiente tabla:
Aviso
Para asegurarse de que el proceso de carga, la vida útil de la batería y la seguridad del funcionamiento son adecuados, es importante seleccionar un modo de carga apropiado para el tipo y la capacidad de la batería que se está cargando. Consulte las recomendaciones del fabricante de la batería.
La gama Smart IP43 Charger cuenta con compensación de temperatura, que optimizará automáticamente la tensión de carga nominal/configurada en función de la temperatura ambiente (a menos que esté en modo Li-ion (iones de litio) o que se haya desactivado manualmente). Para más información, véase la sección “Funcionamiento > Compensación de temperatura”.
4.2.2. Modo reacondicionamiento
Si se habilita, la fase de reacondicionamiento se incluye en el ciclo de carga. Úsela solo si es necesario para corrección/mantenimiento. Para más información, véase el apartado “Funcionamiento > Algoritmo de carga”.
Si se habilita el modo de reacondicionamiento, el LED RECONDITION (reacondicionamiento) se encenderá y parpadeará durante la fase de reacondicionamiento.
Se puede habilitar y deshabilitar el modo reacondicionamiento con el botón MODE (modo) en el cargador o un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect. Véase “Configuración > Configuración con el cargador” o “Configuración > Configuración con Bluetooth” para más información.
4.2.3. Modo de corriente baja
Si se habilita, la corriente de carga máxima queda limitada al 50 % de la máxima corriente de carga nominal. Véase la sección de “Especificaciones técnicas” para más información.
Se recomienda el modo de corriente baja cuando se cargan baterías de menor capacidad con un cargador de alta corriente. Cargar con una corriente de carga excesiva puede provocar degradación prematura y sobrecalentamiento de las baterías.
Normalmente la máxima corriente de carga de las baterías de plomo-ácido no debería superar los 0,3C aproximadamente (más del 30 % de la capacidad de la batería en Ah) y la máxima corriente de carga de las baterías LiFePO4 no debería superar los 0,5C aproximadamente (más del 50 % de la capacidad de la batería en Ah).
Cuando el modo de corriente baja está habilitado, el LED LOW (baja) parpadea.
Se puede habilitar y deshabilitar el modo de corriente baja con el botón MODE (modo) en el cargador o un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect. Véase “Configuración > Configuración con el cargador” o “Configuración > Configuración con Bluetooth” para más información.
Aviso
También puede fijarse el límite de corriente de carga en un valor definido por el usuario entre la máxima corriente de carga nominal y el límite mínimo de corriente de carga (25 % del máximo) con un dispositivo con Bluetooth (como un teléfono móvil o una tablet) con la aplicación VictronConnect. Véase “Configuración avanzada > Ajustes avanzados” para más información.
Cuando el límite de corriente de carga está fijado en el 50 % o menos de la máxima corriente de carga nominal, el LED LOW (bajo) parpadea.
4.3. Compensación de temperatura
La gama Smart IP43 Charger cuenta con compensación de temperatura, que optimizará automáticamente la tensión de carga nominal/configurada en función de la temperatura ambiente (a menos que esté en modo Li-ion (iones de litio) o que se haya desactivado manualmente).
La tensión de carga óptima de una batería de plomo-ácido varía de forma inversa a la temperatura de la batería. La compensación automática de la tensión de carga en función de la temperatura evita la necesidad de hacer ajustes especiales de la tensión de carga en entornos cálidos o fríos.
Durante el encendido, el cargador medirá su temperatura interna y la usará como referencia para la compensación de temperatura. Sin embargo, la medición de la temperatura inicial está limitada a 25 °C ya que no se sabe si el cargador está caliente por haber estado funcionando antes.
Puesto que el cargador genera calor durante su funcionamiento, la medición de la temperatura interna solo se usa de forma dinámica si la medición de la temperatura interna se considera fiable. Cuando la corriente de carga ha bajado a un nivel bajo o despreciable, ha pasado tiempo suficiente para que la temperatura del cargador se estabilice.
Para una compensación de temperatura más precisa, se puede obtener el dato de temperatura de un monitor de baterías compatible (como un BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense o mochila VE.Bus Smart) mediante VE.Smart Networking. Véase la sección “Funcionamiento > VE.Smart Networking” para más información.
La tensión de carga configurada se corresponde con una temperatura nominal de 25 °C y la temperatura se compensa linealmente entre los límites de 6 °C y 50 °C en función del coeficiente predeterminado de compensación de temperatura de -16,2 mV/°C para cargadores de 12 V (-32,4 mV/°C para cargadores de 24 V) o según se haya configurado.
Consulte en el siguiente gráfico la temperatura predeterminada y la curva de tensión de carga para los cargadores de 12 V:
Aviso
El coeficiente de compensación de temperatura se expresa en mV/°C y se aplica a toda la batería/bancada de baterías (no por celda de batería).
Si el fabricante de la batería especifica un coeficiente de compensación de temperatura por celda, tendrá que multiplicarse por el número total de celdas en serie (normalmente hay 6 celdas en serie en una batería de plomo-ácido de 12 V).
4.4. VE.Smart Networking
La gama Smart IP43 Charger dispone de la opción de red VE.Smart Networking, que permite contar con conectividad y comunicación Bluetooth entre varios productos de Victron.
Esta potente opción permite que los cargadores reciban datos precisos de tensión de la batería (sensor de tensión), corriente de carga (sensor de corriente) y temperatura de la batería (sensor de temperatura) desde un monitor de batería compatible (como un BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense o mochila VE.Bus Smart Dongle) o que varios cargadores funcionen al unísono con procesos de carga sincronizados para mejorar aún más el ciclo de carga.
Un solo monitor de baterías compatible (como un BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense o VE.Bus Smart Dongle) proporcionará datos del sensor de tensión, temperatura y/o corriente a todos los cargadores (uno solo o varios) dentro de la red VE.Smart compartida.
Varios cargadores compatibles en una red VE.Smart compartida (con o sin monitor de baterías) también sincronizarán su algoritmo de carga (esto se conoce por carga sincronizada).
Aviso
Solo se puede incluir un monitor de baterías (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense o mochila VE.Bus Smart Dongle) en una red VE.Smart.
Todas las conexiones del monitor de baterías (cables de detección de tensión, sensor de temperatura y shunt de corriente) y los cargadores de una red VE.Smart común deben estar conectados a la misma batería o bancada de baterías.
El máximo número de dispositivos que se permite en una red VE.Smart es 10.
La comunicación a través de una red VE.Smart requiere que todos los dispositivos estén dentro del alcance Bluetooth unos de otros. Los sistemas con una señal de Bluetooth pobre o intermitente entre dispositivos experimentarán problemas de conexión. La intensidad de la señal entre dispositivos puede comprobarse en la página de la red VE.Smart de VictronConnect.
Si hay varios cargadores en una misma red VE.Smart, deben tener los mismos ajustes de carga. Puesto que el “maestro” puede cambiar de forma dinámica, cualquier cargador puede ser el “maestro”.
Si hay varios cargadores en una misma red VE.Smart no hace falta que sean del mismo modelo o tipo, solo tienen que ser compatibles con VE.Smart Networking (esto incluye cargadores Blue Smart, cargadores Smart IP43 y cargadores solares MPPT compatibles con VE.Smart Networking).
Es posible que algunos dispositivos más antiguos no sean compatibles con VE.Smart Networking o tengan limitaciones. Véase la tabla “Compatibilidad de productos con VE.Smart Networking” del manual de VE.Smart Networking para confirmarlo.
4.4.1. Sensor de tensión
El sensor de tensión usa datos de tensión de la batería medidos de forma precisa directamente en los terminales de la batería (o muy cerca) y se los transmite al cargador, que los usa para aumentar de forma dinámica la tensión de salida y compensar con precisión la caída de tensión que se produce en los cables y las conexiones entre el cargador y la batería.
Esto garantiza que la batería se carga con la tensión exacta que se haya configurado en el cargador, y no con una tensión más baja debido a la caída de tensión que se produce en los cables y las conexiones.
La caída de tensión es proporcional a la corriente de carga y a la resistencia de los cables y conexiones (V=IxR), de modo que la caída de tensión variará a lo largo de un ciclo de carga y puede ser significativa cuando se cargue con corrientes más elevadas a través de cables y conexiones con una resistencia superior a la óptima. En estas circunstancias, el sensor de tensión será especialmente beneficioso.
Tenga en cuenta que el sensor de tensión no permite que se usen cables o conexiones con un valor nominal inadecuado ni compensar caídas de tensión excesivamente altas. Para un funcionamiento fiable y seguro, los cables y conexiones siempre deben tener un valor nominal y unas dimensiones adecuadas para el uso en cuestión. Véase la sección “Instalación > Cableado” para más información.
4.4.2. Carga sincronizada
La opción de carga sincronizada permite combinar varios cargadores compatibles en una misma red VE.Smart, de modo que pueden trabajar al unísono como si fueran un solo cargador.
Los cargadores sincronizarán el algoritmo de carga entre ellos sin que haga falta ningún hardware o conexión física adicional y cambiarán los estados de carga de forma simultánea.
La carga sincronizada funciona dando prioridad de forma sistemática a todos los cargadores y designando a uno como el “maestro” que controla la fase de carga de todos los demás cargadores “esclavos”. En caso de que el “maestro” inicial se desconecte de la red VE.Smart por cualquier razón (por estar fuera del alcance del Bluetooth, por ejemplo), se designará sistemáticamente otro cargador como “maestro” que tomará el control. Esto puede revertirse si se restablece la comunicación con el “maestro” inicial (que tiene una mayor prioridad). El cargador “maestro” no puede seleccionarse manualmente.
La carga sincronizada no regula ni ecualiza la salida de corriente de varios cargadores, cada cargador sigue teniendo control total sobre su propia salida de corriente. Por consiguiente, es normal que haya variaciones en las salidas de corriente de distintos cargadores (en función principalmente de la resistencia del cable y las condiciones del proceso de carga) y no se puede configurar un límite de salida de corriente para todo el sistema. Si es importante tener un límite de salida de corriente para todo el sistema, piense en usar mejor un dispositivo GX con DVCC (control de tensión y corriente distribuido) en lugar de una red VE.Smart Networking.
Puede configurarse la carga sincronizada con diferentes tipos de cargadores, siempre que sean compatibles con VE.Smart Networking (esto incluye cargadores Blue Smart IP22, cargadores Smart IP43 y cargadores solares SmartSolar MPPT compatibles). La carga a partir de cargadores solares no tiene prioridad sobre la carga de los cargadores del suministro de la red eléctrica, de modo que en algunas instalaciones (en función principalmente de la resistencia del cable y las condiciones del proceso de carga) es posible que la energía solar se infrautilice.
La carga sincronizada también puede usarse junto con un monitor de baterías (BMV, SmartShunt, Smart Battery Sense o mochila VE.Bus Smart Dongle) para proporcionar datos de tensión, temperatura y corriente a los cargadores de una misma red VE.Smart. Véanse las secciones “Funcionamiento > VE.Smart Networking > Sensor de tensión / Sensor de temperatura / Sensor de corriente” para más información.
Si no hay un monitor de baterías que proporcione datos del sensor de corriente (se necesita un BMV o SmartShunt), el “maestro” combina la corriente de carga de cada cargador y la compara con el ajuste de corriente de cola.
4.5. Inicio de un nuevo ciclo de carga
Se iniciará un nuevo ciclo de carga cuando:
Se cumple la condición de re-carga inicial configurada (normalmente debido a una carga grande):
El “Re-bulk method” (método de re-carga inicial) está fijado en “Current” (corriente) y la “Re-bulk current” (corriente de re-carga inicial) está deshabilitada (configuración predeterminada): La salida de corriente debe mantenerse a la máxima salida de corriente durante cuatro segundos.
El “Re-bulk method” (método de re-carga inicial) está fijado en “Current” (corriente) y la “Re-bulk current” (corriente de re-carga inicial) está configurada con un valor definido por el usuario: La salida de corriente debe superar la “Re-bulk current” (corriente de re-carga inicial) configurada durante cuatro segundos mientras que el cargador está en fase de flotación o almacenamiento.
El “Re-bulk method” (método de re-carga inicial) está fijado en “Voltage” (tensión) y la “Re-bulk voltage offset” (compensación de tensión de re-carga inicial) está configurada con un valor definido por el usuario: La tensión de la batería debe caer por debajo de la “Re-bulk voltage” (tensión de re-carga inicial) configurada durante un minuto.
Se pulsa o usa el botón MODO para seleccionar un nuevo modo de carga.
Se usa VictronConnect para seleccionar otro modo de carga o cambiar la función de modo “Power Supply” (fuente de alimentación) a “Charger” (cargador).
Se usa VictronConnect para deshabilitar y volver a habilitar el cargador (con el interruptor del menú de ajustes).
Los terminales remotos se usan para deshabilitar y volver a habilitar el cargador (desde un interruptor externo o señal BMS).
Se ha aislado y se ha vuelto a conectar la alimentación a la fuente de alimentación CA.
4.6. Estimación del tiempo de carga
El tiempo necesario para recargar una batería al 100 % del estado de carga depende de la capacidad de la batería, la profundidad de descarga, la corriente de carga y el tipo/composición química de la batería, que afectan de forma significativa a las características de la carga.
4.6.1. Composición de plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido suelen estar aproximadamente al 80 % del estado de carga cuando termina la fase de carga inicial.
La duración de la fase de carga inicial Tinicial puede calcularse como Tinicial = Ah/I, donde I es la corriente de carga (sin contar las cargas) y Ah es la capacidad de la batería descargada por debajo del 80 % del estado de carga.
La duración de la fase de absorción Tabs variará en función de la profundidad de descarga, se pueden necesitar hasta 8 horas de absorción para que una batería con una descarga profunda alcance el 100 % del estado de carga.
Por ejemplo, el tiempo necesario para recargar una batería de plomo-ácido de 100 Ah totalmente descargada con un cargador de 10 A sería aproximadamente:
Duración de la fase de carga inicial, Tinicial = 100 Ah x 80 % / 10 A = 8 horas
Duración de la fase de absorción, Tabs = 8 horas
Duración total de la carga, Ttotal = Tinicial + Tabs = 8 + 8 = 16 horas
4.6.2. Composición de iones de litio
Las baterías de iones de litio suelen estar muy por encima del 95 % del estado de carga cuando termina la fase de carga inicial.
La duración de la fase de carga inicial Tinicial puede calcularse como Tinicial = Ah / I, donde I es la corriente de carga (sin contar las cargas) y Ah es la capacidad de la batería descargada por debajo del 95 % del estado de carga.
La duración de la fase de absorción Tabs necesaria para alcanzar el 100 % del estado de carga suele ser inferior a 30 minutos.
Por ejemplo, el tiempo de carga de una batería de 100 Ah totalmente descargada que se carga con un cargador de 10 A hasta aproximadamente un estado de carga del 95 % es Tinicial = 100 x 95 % / 10 = 9,5 horas.
Por ejemplo, el tiempo necesario para recargar una batería de iones de litio de 100 Ah totalmente descargada con un cargador de 10 A sería aproximadamente:
Duración de la fase de carga inicial, Tinicial = 100 Ah x 95 % / 10 A = 9,5 horas
Duración de la fase de absorción, Tabs = 0,5 horas
Duración total de la carga, Ttotal = Tinicial + Tabs = 9,5 + 0,5 = 10 horas
4.7. Varias salidas aisladas
Los modelos de Smart IP43 Charger de tres salidas y 1+1 tienen un puente de diodos de batería FET integrado y varias salidas aisladas.
Varias salidas aisladas hacen posible que un solo cargador cargue varias baterías que tengan una tensión/nivel de estado de carga diferente sin que haya flujo de corriente entre ellas y con la corriente de carga intrínsecamente distribuida entre todas las baterías en función de su tensión/nivel de estado de carga y capacidad.
Los modelos de cargador de salida 1+1 pueden suministrar toda la corriente nominal desde la salida principal, y la salida de arranque/auxiliar queda limitada a un máximo de 4 A. Sin embargo, la corriente combinada de todas las salidas está limitada a la corriente nominal completa.
Los modelos de cargador de tres salidas pueden proporcionar la corriente de salida nominal completa desde las tres salidas. Sin embargo, la corriente combinada de todas las salidas está limitada a la corriente de salida nominal completa.
Aviso
Las distintas salidas aisladas no se regulan individualmente. Hay un algoritmo de carga (ciclo de carga y tensión de carga) que se aplica a todas ellas. Por consiguiente, todas las baterías tendrán que ser compatibles con el algoritmo de carga común (normalmente el mismo tipo de composición química).