jueves, 16 de diciembre de 2010

¡Camarero!, ¡otra de baterías!.


Buenos días.

Uno de los aspectos que mas expectación ha despertado en este vuestro blog ha sido el tema de las baterías.
Vamos a abundar un poco más en este campo.

Las baterías baterías están caracterizadas por una serie de parámetros, que vamos a intentar explicar y ver en qué manera afectan a la batería.

Voltaje:

Es la diferencia de potencial en bornes de la batería. Normalmente, en las baterias de plomo, cada elemento es de 2 V, siendo las baterías comerciales mas comunes de 3 o 6 vasos, esto es, 6 o 12 V. Para los elementos de lítio, el voltaje típico por elemento es 3,25 V.

Ahora bien, siendo el nominal este voltaje, el medido realmente puede ser mayor o menor. Así pues, para una batería de plomo de 12V en condiciones de uso podremos leer unos 13 o 13,5 V cuando esté completamente cargada y del orden de los 10,8-11 V cuando está completamente descargada. Análogamente podemos ver variaciones de voltaje en función de la carga similares en las baterías de Litio.

Así pues, del voltaje ya podemos deducir un dato muy importante: El estado de carga de nuestra batería.
Capacidad:

La capacidad de una batería se expresa en Amperios hora o Ah. Una batería de 100 Ah teóricamente sería capaz de entregar 100 A durante una 1. Ahora bien, aquí empiezan los trucos... Tenemos que investigar, para cada batería cual es el tiempo que han considerado al darnos la capacidad. Normalmente, la capacidad de la batería se da para un tiempo de descarga de 100 horas. (C100), con lo que la batería nos dará un amperio durante 100 horas. Para descargas más rápidas que esta, la capacidad de la batería se ve reducida, de manera que para un tiempo de descarga de 1 hora, la capacidad real de la misma decrece de manera muy importante. Normalmente, una bateria 100 Ah C100 nos dará entorno a 70-75 Ah reales en 1 hora. Mucho ojo al comparar dos baterías, que aparentemente tienen la misma capacidad pero una es mucho mas cara que la otra. ¿A que ya se os ocurre un motivo para que sea mas cara?

Intensidad de descarga nominal/pico

Otro de los números que afectan tremendamente al rendimiento y a la duración de un pack de baterías es la intensidad de descarga. Ya hemos visto que cuanto más le pidamos a una batería, menos capacidad real vamos a sacar de ella. Las baterías, además, tienen una intensidad de descarga máxima, pasada la cual, se producen daños irreversibles en la misma.

Así pues, aparece un nuevo parámetro, la intensidad de descarga nominal. Es aquella en la que la batería puede funcionar normalmente de manera contínua sin que la batería sufra daños. Ojo. No tiene nada que ver con la intensidad a la cual nos da la batería toda su capacidad. Normalmente, una batería puede descargarse sin problemas a tasas entre 0,1c y 1C, Esto es, si una batería es de 100 Ah puede entregar una intensidad contínua entre 10 A (0,1C) y 100 A (1C). Que sea uno u otro valor depende de la tecnología de batería y la calidad de la misma. Es otro parámetro que nos ha de facilitar el fabricante.

Del mismo modo, existe la intensidad de descarga máxima puntual, y es aquella que puede soportar la batería sin dañarse de manera esporádica. Normalmente estos valores son de 3C o 4C para baterías de litio.

Este hecho saca a relucir un nuevo problema a la hora de definir y diseñar un pack de baterías para un coche eléctrico. No cualquier batería puede mover cualquier coche.

Es decir, si necesito, por ejemplo, 500 A máximos, porque el motor y el controlador los aguantan, he de comprobar que la batería es capaz de suministrarlos. Si tengo un pack de 100 Ah y sólo me permite una descarga de 3C, lo máximo que voy a poder sacar de la batería serán 300 A, luego esta batería no será capaz de mover mi vehículo según mis expectativas.

Seguiremos informando...


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