martes, 6 de abril de 2010

¿Que conversión necesito? Vol I. Baterías

En lo sucesivo y con el título ¿que conversión necesito? vamos a ir describiendo los tipos de conversión posibles y las ventajas e inconvenientes de cada una de las tecnologías, con el objeto de que cada uno pueda conocer cuáles son las ventajas e inconvenientes de cada una de las posibilidades a la hora de plantear una conversión.

En este primer volumen vamos a tratar de, probablemente, el componente principal de un V.E. : La Batería.

La batería es la encargada de almacenar la energía que va a mover el coche. Es obvio que el rango (distancia que puede cubrir un V.E. entre recargas) está condicionado totalmente por el tamaño de la batería.

Pero una batería tiene otras muchas características. Veamos las principales:

Voltaje: Es la diferencia de potencial entre los bornes de la batería. Los voltajes típicos son 12 V para las de plomo y 3,25 para las de lítio.

Capacidad: Es la cantidad de energía máxima que puede almacenar la batería. Se mide en Amperios-Hora. (Ah). Así pues, una batería de 12V 100Ah teóricamente sería capaz de entregar 100 amperios durante una hora (o 10 Amperios durante 10 h o 1 amperio durante 100 horas... o cualquier otra combinación en la que el resultado A*t sea 100).

¿por que teóricamente?: Por dos conceptos fundamentales:

Profundidad de descarga: (DOD en ingés, de depth of discharge). Es la cantidad de energía que puede entregar una batería sin sufrir daños irreversibles que arruinen o acorten enormemente la vida útil de la batería. Normalmente, las baterías de plomo de tracción rondan por un 60% de DOD y las de lítio en torno al 70% de DOD óptimos. Esto significa que de los 100 Ah sólo se puede extraer con seguridad el 60 o 70% de ese valor.

Curva de descarga o capacidad de descarga: Las baterías dan el valor de Ah teniendo en cuenta la manera más ventajosa para la batería de dar esa energía. Por la propia construcción de la batería, la energía no se puede entregar toda de golpe, sino que, debido a la velocidad de los procesos químicos, existe una limitación en cuanto al tiempo de de descarga. Así pues, una batería de plomo suele dar la capacidad nominal a 10 h. Si tratamos de descargarla en menos tiempo, la capacidad real de la batería se encuentra limitada.

Otras informaciones relevantes de la batería son el número de ciclos carga-descarga que resiste en condiciones óptimas de funcionamiento y el peso y volumen de la misma, ya que las limitaciones de espacio y de peso van a condicionar el tipo de batería a emplear en nuestro vehículo.

Los dos tipos de baterías mas usuales y recomendables para un vehículo eléctrico son las de Plomo tipo AGM, baterías selladas y sin ácido líquido y las de tipo LiFePO4, baterías de Lítio de ión Hierro.

La tecnología de las baterías de plomo está muy desarrollada, son maduras y no se espera avances significativos en los próximos años. Las de Litio, por el contrario, están en fase de maduración. Contínuamente se producen mejoras en el rendimiento, capacidad y volumen de las baterías.

Las principales ventajas de las baterías de plomo son:
· Menor precio de adquisición
· Carga mas sencilla

Los principales inconvenientes son:
· Corta vida, en torno a los 500-700 ciclos
· Alto peso por unidad de energía


Las baterías de litio, por su parte tienen las siguientes ventajas:
· Larga vida, 2000-3000 ciclos.
· Peso mas reducido (un 25% del peso de las baterías de plomo para la misma cantidad de energía)

Y los principales inconvenientes son:
· Precio muy alto (4 o 5 veces superior al equivalente en plomo)
· Necesidad de un sistema muy preciso de carga, el famoso BMS, que a la sazón es un aparato que controla la carga de cada celda individualmente, de manera que el voltaje se encuentre en un rango muy determinado.

Así pues, ¿que batería necesito?
DEPENDE.

Si se está buscando una baja inversión inicial y un vehículo de recorrido muy corto, la opción principal debería ser Plomo.

Si por el contrario, se está buscando un vehículo de gran autonomía, la opción es forzosamente el Litio.

Entre ambos puntos existe una inifinidad de casos que habrán de ser estudiados detenidamente.

Como moraleja, habría que tener siempre en cuenta la siguientes premisa fundamental:
·¿que autonomía real necesito?.
Poner más baterias de las necesarias implica acarrear peso e inversión mas alla de lo recomendable.

Y hasta aquí la primera monografía. Cualquier comentario será bienvenido.

10 comentarios:

Quantya España dijo...

Felicidades por el Blog y gracias por compartir con todos esta información.

Un saludo

ECO revolución energética dijo...

Felicidades por la iniciativa, por compartir la información y ánimo !!

P Mac dijo...

Yo incluiría un autobús, que es muy necesario por ser un vehículo de transporte colectivo

P Mac dijo...

También podría haber una opción mixta plomo-litio?.

ZEVNA dijo...

Buenas! Gracias a todos por los comentarios!

Con respecto a los autobuses, aun falta un pasito de la tecnología como para poderlos hacer viables. En unos pocos años ya los tendremos listos, seguro.

Saludos,

Luis

Chemapa dijo...

Donde decís "Voltaje: Es la diferencia de potencial entre los bornes de la batería. Los voltajes típicos son 12 V para las de plomo y 3,25 para las de lítio." En realidad debería decir "Voltaje: Es la diferencia de potencial entre los bornes de la batería. Los voltajes típicos son 2 V para las de plomo y 3,25 para las de lítio." Ya que la diferencia de potencial de las baterías de plomo es de 2 V. Lo que ocurre es que, normalmente, se agrupan en serie 6 elementos para dar esos 12 V de diferencia de potencial.

Saludos de Chema

ZEVNA dijo...

Tienes toda la razón, Chema. El tema de usar el "error" de los 12 V es por asimilar las baterías que todo el mundo conoce (las de arranque de coche) con las celdas de LiPo.

Un saludo,

Luis
Zevna

Anónimo dijo...

Como vivo en una zona rural sólo tengo mi iPhone para entrar en internet y estoy hasta las narices d escribir largos textos en este y algunos pocos foros más tipo blog como este y q no sé si es debido a la pantallita táctil d este bicho o a qué más casi siempre se pierde todo el tedioso trabajo q empleo en escribir.

Así pues pido por favor y para no tener q escribir aquí si no enviárselo a su correo personal q el creador y director d este foro (si le parece oportuno) me envíe desde su correo personal un mensaje al mío para yo poderle enviar algo q puede interesarme a él y a todos los visitantes.

Espero q no se pierda todo esto por enésima vez.

Mi correo personal es: j.Arapiles@gmail.com

Gracias anticipadas.

JUAN FRANCISCO dijo...

Hola amigo,eres un puto crak,vaya recital,biueno,perdona por lo de puto..jejej..

¿que pasa con las pilas de hidrógeno? tenia entendido que son una caña...

Anónimo dijo...

Hola, Te he encontrado en el Foro del Prius (yo tengo uno)m, bueno aqui donde yo trabajo tenemos un Vectra (B, creo) diesel tractorus tracturae, ya muy cascado e motor, turbo y demas.

Le plantee la conversión adirector de operaciones y me dijo que la estudiaría, estamos en zaragoza, y necesitariamos autonomías de 100 kms largos puesto que realmente estamos a 40 kms de la ciudad.

¿Como nos ponemos en contacto contigo?

Saludos

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