viernes, 20 de junio de 2014

Baterías para autos RC Eléctricos

Baterias

Sin duda, el avance en la tecnología de las baterías y los motores fue determinante en el desarrollo de los modelos eléctricos.

En este artículo, abarcaremos todo lo referente a baterías para auto modelos eléctricos.

Las baterías se forman por un conjunto de celdas, cada celda tiene el mismo voltaje y el valor de este dependerá del material con el que esta está fabricada. En base al conexionado de las celdas, lograremos un determinado voltaje para la batería.

El la alimentación del sistema de tracción de los modelos eléctricos, encontraremos baterías de NiCd (Niquel-Cadmio), NiMh (Niquel-Metal Hidruro) y LiPo (Litio-Polimero).


Batería 7.2V NiCd compuesta por 6 celdas subC(el tamaño de cada celda es un poco mas chico que una pila mediana) .Las baterías NiMh tiene la misma forma y tamaño de celda que las NiCd , pero pueden almacenar mas energía por poseer mayor densidad.





Este tipo de baterías LiPo, esta especialmente diseñado para autos. Las celdas se encuentran dentro de una caja protectora. Son baterías que se caracterizan por su bajo peso, alta densidad de energía y alto C.



Parámetros básicos asociados a las baterías:



Capacidad:


Se expresa en mAh(miliamper hora). En forma directa es la cantidad de miliamper que puede entregar la batería en una hora.

De esta forma, una batería de 1800mah, en teoría, puede entregar 1800mA en una hora, o lo que es lo mismo, 1.8 amper en una hora

Por ejemplo, una batería de 7.2V 1800mAh NiCd, nos indica que su voltaje es de 7.2V, el material del que se componen las celdas es niquel-cadmio y puede entregar 1.8 amper(1800 miliamper) en una hora.

Los 1800 mah son netamente teóricos dado que existe otro parámetro básico y fundamental que es el C de una batería.



C de una batería:


El C de la batería esta vinculado con la descarga de la misma y es un índice que hace referencia a la corriente máxima de descarga que puede tolerar la batería sin deteriorarse.

Por ejemplo, una batería de 7.2V 1800 mAh 2C nos indicaría que esta batería se podría descargar como máximo a 3600mA o 3.6 amper (1800mAhx2=3600mAh), de esta forma, la batería en cuestión nos duraría 1 hora descargándose a 1800mA o media hora descargándose a 3600mA.

De la misma forma, a mayor C, mayor es la velocidad con la que la batería puede entregar corriente al motor. Si el C de la batería es mayor, mejor será la respuesta del motor en cuanto a salida y recuperación.

Muchas veces, encontramos baterías económicas que a simple vista tienen las mismas características que otras mas caras y donde el factor determinante es el C de la batería que el fabricante no informa.

Para que una batería tenga mayor C, necesita mas densidad de electrolito(componente interno de la batería) lo que lo hace ser mas costoso, la diferencia en el rodaje del modelo es notable como así también, se nota en el peso de la batería.



Cuadro comparativo:




NiCd
NiMh
LiPo
Voltaje por celda
1.2V
1.2V
3.7V
Aplicaciones típicas en autos RC
6 celdas=7.2V
7 celdas=8.4V
6 celdas=7.2V
7 celdas=8.4V
2 celdas 7.4V
3 celdas 11.1V
Capacidad de la celda
Baja
Alta
Muy alta
Corriente máxima de carga
Mas de una vez la capacidad según indica el fabricante
Mas de una vez la capacidad según indica el fabricante
No puede superar la capacidad de la batería
Desventajas
Efecto memoria, deban descargarse por completo antes de volver a cargar
Auto descarga alta cuando no se las utiliza
Se deterioran si se sobre descarga y pueden explotar ante deformaciones o alta temperatura
Requiere carga balanceada



Batería 7.2V 1100mAh compuesta de 6 celdas 2/3, son mas pequeñas y livianas que las que se arman con celdas subC. La capacidad máxima en el mercado es de 1500 mAh, siendo el standard de 1100mAh.



Las baterías de LiPo pueden cargarse como máximo a una corriente igual a la nominal, esto quiere decir que si tengo un pack de 7.4V 4000mAh, puedo usar una corriente de carga de 4 A(4000mA)como máximo.
Las baterías de LiPo solo se pueden cargar con cargadores específicos para este uso y preferentemente la carga debe ser en modo balanceado para que todas las celdas se carguen al mismo voltaje.

Este tipo de baterías deben cargarse siempre bajo supervisión corroborando que la batería no sufre deformaciones durante el proceso de carga lo que implicaría el peligro de incendio o explosión.

En caso de golpe o deformación de la batería se debe desconectar del cargador y colocar en el exterior por un período de 15 minutos. Las baterías de LiPo pueden explotar o incendiarse incluso 10 minutos después de deformarse. Una vez transcurrido dicho tiempo, proceder a descargar y descartar en un punto de reciclaje aislando todos los conectores.

Las baterías de LiPo se pueden cargar usando los dos conectores o solo uno de ellos.

De los dos conectores, uno de los conectores es el principal al que llegan los cables gruesos (rojo y negro) que es donde se conecta al sistema eléctrico del auto y un conector secundario que se utiliza para cargar la batería (en algunos cargadores mas económicos) o bien para realizar el balanceo de las celdas durante el proceso de carga cuando se conecta el cargador en el conector principal.

Los cargadores mas simples y económicos solo utilizan el puerto de balanceo para cargar la batería. Y lo hacen a una corriente que esta entre 800mA y 1.5 A como máximo dependiendo del tipo de cargador.

En este tipo de cargadores económicos, la carga se realiza solo en modo balanceado y generalmente, tienen un puerto para cargar 7.4V y otro para 11.1V. Dos indicadores luminosos informan el estado de carga y se alimentan generalmente con 12V de corriente continua, la cual se suministra mediante un transformador con entrada 220V CA

Los cargadores programables son multi función y permiten cargar mas rápido cualquier tipo de batería.

Para el caso de las LiPO, nos permite cargar en modo rápido o balanceado como así también poder monitorear el estado de carga de cada celda en forma individual, realizar descarga de las baterías a cualquier valor prefijado e incluso cargar la batería a una tensión óptima para el almacenaje.

Se suministran con un juego de cables que poseen distintos conectores para poder cargar distintos tipos de baterías.

Se encuentran disponibles con entrada 12V corriente continua o dual, lo que nos permite conectarlo a los 220V de red(gracias a una fuente de alimentación interna) o a una entrada de 12VCC.

Este tipo de cargadores, son el accesorio indispensable para el modelismo eléctrico.

Las tensiones de una celda LiPo estarán entre 4,4V cuando esta cargada y de 3V cuando esta descargada.

Este tipo de baterías necesita de un dispositivo que desconecte la batería por baja tensión para evitar deteriorar la batería por sobre descarga. Dicho dispositivo, generalmente, viene integrado en el controlador del motor, el cual desconecta el motor cuando la batería llega a valores de baja tensión(6V para baterías de 7.4V o 9V para baterías de 11.1V).