Conheça o funcionamento detalhado do sistema de carga automotivo

Preparamos, para esta edição, uma explicação de como se desenvolve o sistema de carga automotivo, que pode ter energia fornecida sem a gestão de carga ou com ela.

Veja também informações sobre a rampa de corrente de carga e o circuito simplificado do alternador moderno.

Fornecimento de energia em veículos sem gestão de carga – Em sistemas antigos, a corrente de pré-excitação flui através de uma lâmpada ou um LED, como no exemplo.

No caso do LED, a corrente de pré-excitação flui também, de maneira paralela, por uma resistência, que equivale à potência de uma lâmpada, porque do contrário a corrente através do LED seria insuficiente para a excitação.

Quando se inicia o processo de partida, o borne 50 se comuta antes do borne 50b. Desta maneira, se aumenta a corrente de preexcitação durante a partida, porque se anula o resistor em série. Por outro lado, se apaga imediatamente o LED, porque existe o mesmo potencial em ambos lados do LED. 

Com isso, a luz de aviso não pisca durante o processo de partida, o que acontecia em sistemas muito antigos.Diagrama do sistema de alimentação da bateria e fornecimento de energia em veículos Volkswagen sem gestão de carga

Fornecimento de energia em veículos com gestão de carga – Na gestão de carga, não se pode desconectar alguns consumidores.

A gestão de carga intervém depois de um tempo de retardo (picos iniciais de corrente e comportamento PTC dos consumidores) a partir de uma tensão da rede de bordo de < 12,7 V. A J519 capta a tensão de bordo diretamente da bateria (blocos de valores de medição “30 Ref” e “31 Ref”).

Quando a tensão da rede de bordo é < = 12,7 V, a carga da bateria não está garantida. Existem várias maneiras de evitar isso:
• Aumentar o regime de rotação de marcha lenta para gerar uma tensão de carga maior;
• Reduzir a potência dos consumidores ou desconectá-los.

Por meio da comunicação CAN, a unidade de controle do motor se encarrega da elevação da rotação do motor, se a tensão for insuficiente e o alternador informar um nível de utilização de 100% através do sinal DFM.

A elevação da rotação somente se desativa quando se acelera o motor através do pedal acelerador, ou também quando a tensão de bordo se normalizou. Com essas medidas, evita-se uma rotação de marcha lenta irregular.

A luz de aviso da bateria somente é controlada através da CAN (nos sistemas convencionais, também se podia piscá-la para indicar determinadas avarias). 

Objetivos da função de rampa de corrente de carga:
• O alternador não submete o motor a esforços durante a partida;
• Se as necessidades de corrente aumentam bruscamente, o alternador fornece a corrente somente em forma de rampa.

Apenas quando o alternador detecta a rotação de marcha lenta, ele começa a fornecer corrente com um ligeiro retardo. Desta maneira, o motor não é submetido imediatamente a esforços ao entrar em funcionamento e se reduzem as emissões na partida.

Quando, com o motor em funcionando e especialmente na marcha lenta, aumentam bruscamente as necessidades de corrente da rede de bordo (por exemplo desembaçador do vidro traseiro, ventilação ou direção assistida eletromecânica), o alternador fornece corrente de maneira lenta e progressiva. Assim, se evita incômodas flutuações da marcha lenta do motor. Durante a rampa de corrente, a bateria se encarrega de fornecer a energia necessária para a rede de bordo. Diagrama referente ao esquema do circuito do alternador moderno no sistema de fornecimento de carga em veículos automotores com gestão de carga.

Esquema do circuito do alternador moderno
O regulador de tensão também regula a tensão em função da temperatura. Com o alternador frio, a tensão é superior para garantir uma melhor carga da bateria. À quente, a tensão se reduz ligeiramente para evitar a formação de gases internamente na bateria.

O sinal V serve para detectar o regime de rotação de marcha lenta do motor ou um regime que exceda consideravelmente o regime de partida. A comutação da preexcitação para a excitação completa depende do sinal V. A função de rampa se inicia quando se detecta a rotação de marcha lenta.

O sinal DFM reflete, em forma de sinal PWM (pulso de largura modulada), a atividade de comutação do regulador de tensão. Com um nível de utilização de 100% da potência momentânea disponível, não se desconecta a corrente de preexcitação, porque a carga faz com que não se alcance o limite de regulação de tensão.

Em alternadores de maior potência, todos os diodos de potência estão duplicados e conectados em paralelo.

Os alternadores são refrigerados mediante um ventilador interno. Os geradores mais potentes possuem refrigeração líquida (água do sistema de arrefecimento). O sentido de rotação de um alternador trifásico depende da posição das aletas do ventilador. O ar de refrigeração deve ser aspirado sempre por trás para garantir um bom arrefecimento dos diodos.

Gráfico de evolução da corrente absorvida pela rede bordo sinal PDWM

Diagrama elétrico simplificado do regulador de tensão com micro-controlador.

Diagnóstico do alternador – É preciso verificar:
A potência máxima do alternador, utilizando um amperímetro específico;
A corrente de carga da bateria, utilizando um amperímetro específico;
Se os cabos positivos e negativos estão com bom contato.

Alimentação de energia. alternador, gestão energética

Fonte: Oficina Brasil. Por: Melsi Maran.

Deixe aqui seu comentário...