Batería: ¿para qué?

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Actualizado - 28 de noviembre de 2023

¿Qué tipo de pila para qué fin? Esta pregunta surge con el creciente número de tipos de pilas.

Los buenos viejos Batería de plomo como batería de arranque de seis celdas para coche o moto. Pesada, grande y de alto mantenimiento. A menudo había que comprobar la acidez y el nivel del 37% de ácido sulfúrico, rellenar con agua destilada y asegurarse de que las salpicaduras de ácido no mancharan la ropa.
En contra de la suposición de que la batería de plomo-ácido debería representar el calibre más pesado, con 200 Ah pesa unos 45 kg.

Luego vino el Baterías de gel justo. El ácido silícico hace que el ácido sulfúrico se gelifique. No hay que rellenar con agua destilada ni salpicaduras de ácido. También es ideal para cargas cíclicas. La batería perfecta, con una larga vida útil de 12 ... 20 años (20 °C), 6 ... 10 años (30 °C), o 3 ... 5 años (40 °C) o en ciclos de carga: 1.800 al 30%, 750 al 50% y 500 ciclos al 80% de descarga,
La batería de gel en versión de 200 Ah pesa unos 60 kg.

El Batería AGM (Absorbent Glass Mat) tiene una estera de fibra de vidrio saturada de ácido sulfúrico, tiene una resistencia interna muy baja y, por tanto, una baja autodescarga. Tiene muy buena capacidad de arranque en frío y es preferible para aplicaciones con requisitos de corriente elevados. Sin embargo, ni a las baterías de gel ni a las AGM les gusta la descarga profunda. La vida útil es de 7 ... 10 años (20 °C), 4 años (30 °C) o 2 años (40 °C), o en ciclos de carga: 1.500 al 30% de descarga, 600 al 50% de descarga y 400 ciclos al 80% de descarga.
Una batería AGM de 200 Ah pesa unos más moderados 51 kg.

Finalmente redondear Baterías de litio (LiFePo4) completan la gama de productos. En comparación con los tipos anteriores, ahorran unos 70 % de peso con la misma capacidad, ofrecen unas cuatro veces más corriente durante el proceso de arranque y unas diez veces más ciclos de carga posibles. Una carga del 80% se recompensa con una vida útil más larga, mientras que una carga permanente a 100 % estresa la batería y acorta su vida útil. Suministra de forma fiable el 80 % de su capacidad en un amplio rango de temperaturas, desde 50 °C hasta -20 °C. Sin embargo, necesita al menos 5 °C para cargarse. Por ello, algunos proveedores ofrecen baterías con un calentador incorporado que garantiza esta temperatura mínima. La vida útil en ciclos de carga: hasta 5.000 con una descarga del 50%, 3.000 con una descarga del 70% y 2.500 ciclos con una descarga del 80%.
Con unos 14 kg, una batería LiFePo4 de 200 Ah es prácticamente un peso ligero.

Se distingue entre baterías LiFePo4 con o sin BMS (sistema de gestión de la batería). El BMS sirve como elemento protector contra la sobrecarga y la descarga profunda y también garantiza un estado de carga equilibrado para todas las celdas contenidas (cuatro celdas para 12 V). Si no se incluye un BMS, deberá adquirirse y conectarse por separado.
SGE sin integrado Equilibradores (ecualización automática de células). En este caso, también debe pedirse y conectarse por separado.

En general: a ninguna pila le gustan las altas temperaturas. Se sienten más cómodas a 20 °C.

A continuación se analizan con más detalle las características de carga y descarga de cada tipo de batería. Los cargadores inteligentes determinan el tipo de batería correcto de forma totalmente automática y cambian al modo de carga y mantenimiento adecuado. Los cargadores que pueden conmutarse manualmente al tipo de batería adecuado deben ajustarse en consecuencia. Los cargadores que sólo pueden cargar un tipo específico deben sustituirse por un dispositivo adecuado cuando se cambie el tipo de batería.

Terminología

En la tecnología de carga de baterías se distinguen hasta cuatro fases distintas del proceso de carga. Los cargadores tienen básicamente procedimientos idénticos e incluso pueden ser capaces de reconocer qué tipo de batería está conectada. Un adaptable El control también tiene en cuenta el consumo de energía actual en el comportamiento de carga.

A granel

A granel se refiere a la carga con una corriente constante hasta alcanzar la tensión de absorción de la batería.

Absorción

Absorción es la continuación del proceso de carga con corriente decreciente pero tensión (de absorción) constante durante un periodo de hasta 4 horas.

Flotador

Flotador es una carga que dura 24 horas a una tensión descendente de hasta 14 V, seguida de una fase de absorción de una hora.

Almacenamiento

Almacenamiento sigue a la fase de absorción de una hora y mantiene la tensión a 14 V hasta una semana.

Batería de plomo

En primer lugar, hay que distinguir si la batería de plomo-ácido se utiliza cíclicamente, como en los vehículos, o, como en una fuente de alimentación de emergencia, funciona en modo de espera y se carga permanentemente para compensar la autodescarga.

El proceso de carga de las baterías de plomo-ácido de uso cíclico se divide en tres etapas:

• Carga con corriente constante hasta 16 horas a 2,45 ... 2,5 V por célula
• Carga con una tensión constante de 2,3 ... 2,35 V y corriente continuamente decreciente durante un máximo de 8 horas.
• Carga lenta con 2,275 V por célula y corriente decreciente progresiva

La tensión de descarga final, que es sinónimo de descarga profunda, es de 1,8 V por celda, es decir, 1,8 x 6 = 10,8 V. Si la tensión cae por debajo de este nivel, la batería puede sufrir daños permanentes hasta el punto de quedar inutilizable.

Batería de gel-ácido

El procedimiento de carga es idéntico al anterior, pero las tensiones de carga son diferentes.

2,35 .. 2,4 V, para una batería de 12 V correspondientes a 14,1 ... 14,4 V representan los valores de la tensión de mantenimiento y de fin de carga.

Mientras que una batería de plomo-ácido tolera bien que se supere la tensión de fin de carga, las baterías de gel lo llevan muy mal y dejan de funcionar rápidamente.

Batería AGM

Las baterías AGM se comportan de forma idéntica a las baterías de gel en lo que respecta al proceso de carga/descarga y a los valores de tensión, así como a la superación de la tensión de fin de carga.

Batería de litio / LiFePo4

Las baterías de litio / LifePo4 a 12 V constan de cuatro celdas en lugar de seis. Esto significa que la tensión de la celda es de 3,2 V, la tensión de descarga final es de 2,8 V y la tensión de carga es de 3,5 ... 3,6 V, idealmente 3,55 V.

En las baterías sólo pueden interconectarse baterías de idéntico diseño y capacidad.

BMS

El SGE es el battery METROanagement System etiquetado. Se utiliza para proteger contra descargas profundas, como sobrecargas, sobretensiones, cortocircuitos o intentos de carga a temperaturas inferiores a 0 °C.

Los BMS contienen una unidad Bluetooth integrada o conectable, a través de la cual se puede establecer una conexión con la aplicación correspondiente en un teléfono móvil o tableta y visualizar todos los datos de medición pertinentes y, en algunos casos, configurarlos.

Sin embargo, la pantalla debe interpretarse con cierta "cautela", ya que los datos de capacidad mostrados son valores calculados, no medidos. La curva de tensión de una batería LiFePo4 es casi lineal entre 25 y 95% y sólo muestra una diferencia de tensión de unos 0,05V sobre esta diferencia de estado de carga de 70%.

El BMS extrae continuamente una corriente baja de la batería, por lo que existe el riesgo de que la batería se descargue a largo plazo. Por ello, se recomienda recargar la batería por completo como muy tarde después de seis meses de almacenamiento cuando no se utilice.

El cargador no carga

Si el BMS se ha desconectado debido a una baja tensión, esto también puede desactivar la función de carga a través de un cargador conectado, ya que algunos cargadores requieren una tensión mínima para pasar al modo de carga.
La forma más sencilla de reactivar la opción de carga es aplicar una tensión superior a 14 V, por ejemplo, a través del alternador. Así: arranca el motor, el alternador suministra unos 14,5 V y desactiva así la desconexión BMS. A continuación, se puede volver a apagar el motor y el cargador conectado seguirá cargando como de costumbre.

Equilibradores

Las baterías están formadas por varias celdas individuales. Están conectadas en serie y suman la tensión nominal de la batería. Se supone que todas las celdas se cargan y descargan por igual. Como no es el caso, tendrías que conectar periódicamente todas las celdas de la batería en paralelo, esperar un rato hasta que los voltajes de las celdas se igualen y luego reconstruir la conexión en serie.

Un equilibrador activo puede llevar a cabo este proceso automáticamente, pero sin transferir las celdas de la conexión serie a la paralela.
El equilibrador se conecta a cada polo positivo y negativo de las celdas individuales de una batería, mide el voltaje de la celda respectiva y, a continuación, decide automáticamente transferir energía de una celda más llena a otra más débil.

Por tanto, un equilibrador complementa al BMS en esta función ecualizadora, pero no lo sustituye.