Vamos a tratar de reagrupar en esta entrada los conceptos básicos más frecuentes con los que uno que estar familiarizado cuando se está manipulando constantemente este tipo de elementos, como son conceptos eléctricos como voltaje, capacidad, y también cómo afectan las conexiones que se pueden realizar entre elementos.
NOMENCLATURALo primero que debemos conocer es la nomenclatura que se utiliza en baterías LiPo. La forma de denominar a estas baterías es con un número que indica el número de elementos o celdas de que consta y una letra que indica el tipo de conexión de dichos elementos (S para serie y P para paralelo).
Ejemplos:
3S1P o 3S : Pack de 3 celdas en serie
3S2P: Pack de 3 celdas en serie conectadas en paralelo a otro conjunto de 3 celdas en serie
VOLTAJE
Vamos a empezar por un parámetro imprescindible, es el voltaje o también denominado “tensión”. Una tensión se puede definir como una diferencia de potencial (o diferencia del nivel de energía) entre dos puntos que provoca que haya un movimiento de electrones, que es lo que comúnmente conocemos como “corriente eléctrica” o intensidad. Si no existe un voltaje, la corriente es cero (no hay circulación o corriente eléctrica).
Dependiendo de cómo conectemos las celdas que componen la batería tendremos más o menos nivel de tensión. Las celdas se pueden conectar de dos formas, en serie o en paralelo.
Cada elemento o celda tiene un voltaje de 3.7V de valor nominal, vamos a ver cómo varía este valor dependiendo del tipo de conexión que realicemos.
Ejemplos:
3S1P o 3S : Pack de 3 celdas en serie
3S2P: Pack de 3 celdas en serie conectadas en paralelo a otro conjunto de 3 celdas en serie
VOLTAJE
Vamos a empezar por un parámetro imprescindible, es el voltaje o también denominado “tensión”. Una tensión se puede definir como una diferencia de potencial (o diferencia del nivel de energía) entre dos puntos que provoca que haya un movimiento de electrones, que es lo que comúnmente conocemos como “corriente eléctrica” o intensidad. Si no existe un voltaje, la corriente es cero (no hay circulación o corriente eléctrica).
Dependiendo de cómo conectemos las celdas que componen la batería tendremos más o menos nivel de tensión. Las celdas se pueden conectar de dos formas, en serie o en paralelo.
Cada elemento o celda tiene un voltaje de 3.7V de valor nominal, vamos a ver cómo varía este valor dependiendo del tipo de conexión que realicemos.
Conexión en serie
Cuando conectamos en serie un número “N” de celdas, por todas ellas circula la misma intensidad. Como todas las celdas son además iguales, la caída en bornes del conjunto o pack será la suma de N tensiones iguales. De forma que podemos decir, que el conectar N celdas iguales en serie, es igual a multiplicar por N el valor de la tensión de una celda.
Por ejemplo, si tenemos una Lipo 3S1P, que según hemos visto, quiere decir que tenemos 3 Celdas en serie; la tensión en bornes del pack será de 3*3.7V = 11,1Voltios.
Conexión en paralelo
Las celdas también se pueden conectar en paralelo. Lo que ocurre en la conexión en paralelo de varias celdas, es que los extremos de cada celda están conectados eléctricamente a un mismo punto eléctrico, es decir, todos los extremos positivos de las celdas son como un mismo punto eléctrico y los negativos también, por lo que la tensión entre ambos extremos del conjunto de celdas en paralelo, es la misma que la de una sola celda.
Por ejemplo, si tenemos tres celdas con conexión en paralelo, la tensión en bornes del pack será de 3.7V (lo mismo que si tenemos 1 celda).
Además, la corriente eléctrica que circula por cada elemento de las conexiones en paralelo no es la que circula por todos, sino que cada elemento es recorrido por una intensidad determinada. No obstante, en el caso de las baterías los elementos a conectar en paralelo deben ser iguales, y por lo tanto, en este caso las intensidades que recorren cada uno de los elementos tendrán además el mismo valor.
CAPACIDAD
La capacidad es un parámetro que nos indica la cantidad de energía que puede llegar a almacenar nuestra batería, y se mide en miliamperios hora (mAh). Al igual que ocurre con los niveles de tensión, también se puede jugar con los tipos de conexiones para hacer que un paquete con cierto número de celdas tenga mayor o menor capacidad.
Conexión en serie
Se puede demostrar matemáticamente con las expresiones de electrotecnia básica, que cuando conectamos varias celdas en serie, a efectos de capacidad el conjunto mantiene la misma que una sola celda.
Por ejemplo una celda de 2200mAh, si la unimos en serie a otras dos celdas de 2200mAh, el conjunto presentará una capacidad total de 2200mAh.
Conexión en paralelo
La conexión en paralelo de celdas, permite en cambio aumentar la capacidad del conjunto y la capacidad de descarga; de forma que si las celdas que conectamos en paralelo son iguales, requisito que debe cumplirse, esta capacidad es igual a la capacidad de una celda por el número de celdas que hayamos conectado en paralelo.
Por ejemplo, si tenemos una celda 2200mAh, y la conectamos en paralelo con otras dos celdas de 2200mAh, tendremos un conjunto de 6600mAh de capacidad; sería una 1S3P.
RESUMEN Y MÁS EJEMPLOS
De todo lo visto hasta ahora, se resume que si lo que se quiere es aumentar el nivel de tensión se deben aumentar el número de celdas conectadas en serie, y si lo que se quiere es aumentar la capacidad del conjunto, se deben aumentar el número de celdas conectadas en paralelo.
Por ejemplo si tenemos una batería 6S1P o 6S (significa que tenemos seis celdas en serie), tendríamos una tensión de 22.2 voltios para el conjunto. Si en cambio tenemos una conexión 3S2P, tendremos igualmente 6 celdas, pero esta vez con tres celdas en serie conectadas a otra serie de 3 celdas en paralelo; en este caso, tendremos una tensión de 11.1V para el conjunto pero la capacidad será el doble de la del caso anterior.
Con este ejemplo vemos cómo afectan las conexiones en los valores de los parámetros, para un número igual de celdas, 6 en ambos casos.
Comentar que para realizar las conexiones bien en serie o en paralelo, se deben conectar elementos que estén equilibrados y que sean iguales. Cuando se quiera fabricar un pack que vaya a contener tanto conexiones en serie como en paralelo, empezar con las de paralelo y terminar con las de serie; de esta forma los elementos en paralelo estarán equilibrados.
¿QUÉ ES LA VELOCIDAD DE DESCARGA?
La conocida velocidad de descarga, podríamos definirla como la rapidez con la que la batería se puede descargar de forma segura, es decir, la cantidad de amperios que la batería nos puede suministrar durante una hora de forma continuada, y que normalmente viene expresada en referencia a su capacidad, como 15C, 20C,etc…
Por ejemplo si la batería es 1C y 2200mAh, quiere decir que es capaz de suministrar 2.2 amperios en una hora. Si a esta batería le pedimos el doble de intensidad ( 4.4 amperios), se descargaría en media hora, si le pedimos 8,8A se descargaría en 15 minutos y así sucesivamente. Otro ejemplo, si tenemos una Lipo de 7,4V, 5000mAh y 10C; sería capaz de darnos 10*5 amperios, es decir, 50 amperios; pero suministrando esta corriente de consumo nos duraría 6 minutos.
Pero cuidado, a la batería no le podemos exigir la corriente que queramos aun a costa de que dure menos tiempo, tal y como estamos comentando, este parámetro facilitado por el fabricante nos delimita la intensidad máxima que le podemos pedir.
¿CUANTO DURA UNA BATERIA?
Para saber el tiempo que dura una batería teóricamente, conocida su capacidad y su velocidad de descarga (y suponiendo que el consumo que le vamos a exigir es este valor máximo de descarga de forma continua); tenemos la siguiente relación que nos da una primera aproximación:
Tiempo (min) = Capacidad de la batería (Amp*min) / Velocidad de descarga (Amp)
Es decir, en el ejemplo anterior, tenemos una batería con capacidad de 5000mAh, es decir, dividiendo entre 1000 para pasar a Ah, tenemos capacidad de 5Ah. Estos 5Ah multiplicados por 60 minutos que tiene 1 hora, nos da 300A*min.
Por otra parte, la velocidad de descarga hemos dicho que es 10C, es decir, 10*5A que es igual a 50A.
Luego el tiempo que nos dura la batería suministrando esta corriente de consumo máxima es:
T= 300A*min/50A= 6minutos
Todo esto claro está, es una corriente máxima teórica que la batería es capaz de suministrar; luego está la corriente que realmente suministra la batería en cada momento en función de lo que solicitemos de ella, ya que la carga o el consumo no es constante todo el tiempo; y además sería inviable que la batería estuviera entregando de forma continua su corriente máxima en todo momento.
Por este motivo, el tiempo calculado con la expresión anterior siempre es menor que lo que realmente suele durar, y además, ese resultado no tiene en cuenta factores como por ejemplo que la batería no debe descargarse completamente por razones de seguridad y aparte existen pérdidas de potencia eléctrica “por el camino” por diferentes elementos del sistema.
Por lo tanto, para saber qué batería elegir, debemos ver primero qué carga tenemos (motor, etc…) y ver qué corriente va a necesitar durante su funcionamiento. El consumo máximo de la carga debe ser menor que la corriente máxima continua que es capaz de suministrar la batería; y aparte, deberíamos prever cierto margen de seguridad.
Por otra parte también está el tiempo que queremos que nos dure. Con el valor de la corriente anterior y el tiempo de duración estimado, podemos ver qué batería cumple ambos requisitos.
EQUILIBRADO EN UNA BATERÍA
Este concepto tiene lógica cuando estamos hablando de un conjunto de celdas para una batería. Si la batería está compuesta por una única celda, se carga esta celda con la fuente de energía correspondiente al nivel de tensión adecuado y no hay mayor problema.
Pero cuando tenemos un conjunto de celdas conectadas; puede pasar que durante el proceso de carga unas queden más cargadas que otras, o alcancen estos niveles de tensión a mayor velocidad que las celdas contiguas. Cuando una celda está ya cargada y el resto no, la cantidad “extra” de energía que le llega la convierte en calor (por eso es normal algunas veces que al cargar varios elementos haya algunos que al final estén más calientes que otros). El problema más grave es si se trata de baterías Lipo, ya que si les seguimos incrementando el nivel de energía una vez cargadas puede derivar en un accidente, aparte de que estas sobrecargas contribuyen a dañar la batería.
Este es el motivo por el que interesa ver el nivel de tensión de cada elemento durante el proceso de carga; y ver si es necesario descargar algún elemento mientras se termina de cargar el resto. A este procedimiento es al que se denomina balanceo.
¿Cuándo se considera que hay desequilibrio?
Para saber si un pack de baterías LiPo está desequilibrado basta con medir con un voltímetro, la tensión en bornes de cada elemento de ese pack, cuando el pack está cargado. Si existe una diferencia superior a 0,1V entre elementos entonces se considera que hay desequilibrio.
El desequilibrio también puede darse cuando hay en el pack algún elemento que ya está defectuoso. Normalmente se intenta recuperar el pack realizando un equilibrado de sus elementos, pero en estos casos y teniendo en cuenta el cuidado que hay que tener en la manipulación de estas baterías, es preferible no hacerlo y desechar el elemento defectuoso.
¿Qué es la Pasivación?
La pasivación es un efecto que se produce en la batería cuando se ha tenido sin utilizar durante bastante tiempo, y que consiste en una fina película de cloruro de litio que se forma en la superficie del ánodo (evita la autodescarga, así que durante el tiempo que no se utiliza es incluso beneficioso porque actúa como una resistencia ante la descarga).
La pasivación no es algo negativo, como hemos dicho, es lo que hace que estas baterías tengan baja auto-descarga; lo que ocurre es que cuando se ha inutilizado por un periodo de tiempo muy prolongado, la capa puede ser lo suficientemente gruesa como para hacer que la batería no nos de sus máximas prestaciones; por lo que antes de volver a utilizarla de nuevo es necesario disminuir esta capa hasta un límite que sea moderado.
El que se forme una capa mayor o menor cuando ha estado guardada, depende de la propia batería (sus características) y también de otros factores como:
- El tiempo que ha estado sin usar (cuanto más tiempo más capa)
- La temperatura a la que se ha guardado (a mayor temperatura más capa)
- La tensión de la batería (a mayor tensión, más rápido se forma la capa)
Para ir reduciendo este fenómeno, se deben realizar varios ciclos de carga y descarga (dependiendo del grosor de la película que se haya creado).
¿Cómo deshacerse de un pack LiPo?
Seguro que existen diversas formas de deshacerse de una batería de estas características; aquí os dejamos un procedimiento:
¿Cómo deshacerse de un pack LiPo?
Seguro que existen diversas formas de deshacerse de una batería de estas características; aquí os dejamos un procedimiento:
- Descargar la batería hasta 2.5V por elemento
- Sumergir la batería en un recipiente con agua y echar sal normal
- Dejar reposar durante 24 horas
- Sacar la batería y comprobar que el voltaje es de cero voltios.
- Intentar tirarla siempre en un contenedor de baterías, ecoparque o similar.
Baterias, cargadores, capacidad de descaraga, cuantas C me hacen falta?, voltaje,... En este articulo trataremos de explicar un poco mejor estos conceptos, ante la creciente demanda de coches electricos sobre todo a partir de la aparicion y popularizacion de las nuevas escalas de miniRc 1/16 y 1/18, con motores brushless y Lipos.
Se trata de un articulo dirigido a gente que empieza, por lo que algunos terminos se tratan un poco por encima, o bien sin la exactitud que se requeriria en un analisis muy tecnico y detallado. Pero lo que se busca en este articulo es aclarar las dudas de los usuarios, y creemos que esta es la mejor manera de hacerlo.
Se trata de un articulo dirigido a gente que empieza, por lo que algunos terminos se tratan un poco por encima, o bien sin la exactitud que se requeriria en un analisis muy tecnico y detallado. Pero lo que se busca en este articulo es aclarar las dudas de los usuarios, y creemos que esta es la mejor manera de hacerlo.
Partiendo de la fórmula de la Ley de Ohm:
Voltaje = Intensidad * Resistencia.
Supuesto: motor brushless, KV= 4.500, consumo máximo 10 amperios a 7,20 V
Partamos también que un motor que alcance mayores RPM tiene mayor consumo.
Ese motor entregará 4500 revoluciones por voltio. Para una batería "ideal" NiMH que suministre 7.20 voltios constantes, el motor girará como mucho a 32.400 RPM, y consumirá como mucho 10 amperios en vacio. Para una batería "ideal" Lipo que suministre 7.40 voltios constantes, el motor girará como mucho a 33.300 RPM, y consumirá como mucho 10,28 amperios en vacio (siempre y cuando no nos pasemos del valor de C, que más adelante explicaré).
Es decir, que permaneciendo constante el voltaje (gas a fondo), el motor en vacio siempre consumirá 10 amperios, ya que la resistencia permanecerá constante (no cambiamos el cableado).
¿Un motor anda más con unas 4800 que con unas 4200, suministrando ambas el mismo voltaje? FALSO.
De supuesto anterior, el motor en vacio consumirá exactamente lo mismo, es decir, 10 A, y girará como máximo a 32.400 RPM. Lo único es que si el consumo son 10, con las 4800 podrá estar a gas a fondo durante 28,80 minutos, y con las 4200 lo estará a 25,20 minutos.
El tema es que posiblemente las 4800 estén algo más evolucionadas que las 4200, y suministren un poco más de voltaje.
¿En qué se diferencian unas 4800 de unas 4200?
4800 es la capacidad en miliamperios (mA) que tienen. Haciendo una regla de 3 podremos calcular cuánto durará la pila teoricamente conociendo el consumo. Por ejemplo, un motor que consume 10 A tarda 28,80 minutos en vaciarla. Por eso, igualando el consumo, con unas 4800 estaremos durante más tiempo que con unas 4200.
Como ayuda, multiplicaremos la capacidad de las baterías dividido entre 1000 para pasarlo a amperios, y lo que nos de lo multiplicamos por 60 y lo dividimos entre el consumo del motor, y hallaremos los minutos que podremos estar rodando con ese consumo teorico.
¿Pueden hacer andar más un coche unas 4200 que unas 4800? VERDADERO.
Las baterías entregan voltaje según la carga que le dimos. Una carga a 3,5 A hará que las baterías entreguen menos voltaje con el consumo de los 10 A, que unas baterías que se hayan cargado a 5 A. Y si suministran más voltaje, hemos quedado que el motor andará más. Por ejemplo, si las cargamos a 3,5 A, pueden que suministren solo 7 voltios a 10 A de descarga (31.500 RPM), y si las cargamos a 5 A, pueden que suministren 7,20 V a 10 A (32.400 RPM).
¿Qué es el C?
Del ejemplo anterior, el motor consumirá como mucho 10 A en vacio. Pero en situaciones reales hay factores que incrementan ese consumo: aceleración, peso del coche, barro, resistencia al aire, que pueden llegar a elevar el consumo del coche a 50 o incluso 100 amperios.
Cuando hablamos de C, 2C, 20C, estamos hablando de la relación que tiene una batería con la intensidad máximo permitida, sin dañarse. Por eso a mayor consumo, necesitaremos más Ces. Y a mayor C, mayor capacidad de amperaje de carga (por eso tardan menos en cargarse).
Unas 5000 mA, 10C, significa que admitira como mucho un consumo de 50 amperios. Es decir, que podremos montar un motor que montado en un coche que como mucho consuma 50 amperios, teniendo en cuenta los factores antes mencionados.
¿Qué hacemos para evitar pasarnos del C?
Los variadores específicos para BATERIAS "peligrosas" donde no debemos sobrepasar ese C, tienen un circuito de corte para evitarlo. Por eso las Lipo deben usar variadores específicos, que deben ser programados conforme al valor del C que nos de el fabricante de la batería. Normalmente se ajusta el voltaje, pero ya sabemos lo de la fórmula V=I*R. Igualmente, el variador debe permitir, en el caso de las Lipo, que éstas no queden con un voltaje inferior al indicado por el fabricante.
¿Por qué anda más una 20C que una 10C?
No anda más. Tenemos 2 supuestos. Cambiar de motor por uno de mayor consumo, que no lo soporten las 10C pero sí las 20C, y entonces el variador nos está limitando el motor. Y el otro caso es que nos hayamos pasado de motor, y el variador nos lo esté limitando, pero al montar las 20C, el variador nos limitará por un consumo por encima.
¿Qué sería lo ideal?
Que estuviese equilibrada la balanza del motor con las baterías que queremos montar, para aguantar sobre 8 minutos, es decir, lo máximo que dura una final con un aborto de salida.
¿Cómo hago andar más un motor?
Para obtener mayor velocidad punta, tendrémos que alargar el desarrollo, y/o aumentar los grados del avance, pero sin pasarnos del C de la batería.
Otra opción en montar PILAS seleccionadas o de mejor calidad, que en las primeras cargas suministrarán mayor voltaje.
Y finalmente, incrementando los amperios de carga de la batería.
¿Cómo hago para estar más tiempo con el coche?
Acortar desarrollo y/o reducir los grados del avance o montando baterías con mayor capacidad. Y recordad que cargando a menos amperios, la batería cargará mayor capacidad.
¿Que diferencia hay entre Ni-Cad, Ni-MH y Lipo
Es la composición química de la batería. Están ordenadas por antigüedad, siendo las LiPo la última generación.
Las NiCad entregaban mayor voltaje que las NiMH, pero tenían menor capacidad, y sólo podían cargarse una vez al día, dejandolas reposar 24 horas totalmente descargadas (0.9 V/elemento) durante 24 horas. Tenían bastante efecto memoría.
Las NiMH significaron un aumento de la capacidad, a costa de reducir el voltaje, aunque han evolucionado poco a poco hasta alcanzar el mismo que las NiCad. Pueden almacenarse con carga, y apenas tienen efecto memoría. Actualmente son las más utilizadas en competición. Pueden cargarse varias veces al día, y con cada carga/descarga aumentan sus facultades (superior voltaje, aunque inferior capacidad). Hay que respetar una hora entre la descarga y la carga, y sobre todo que estén a temperatura ambiente. En la carga no deben superar los 40ºC, o hierven y pierden facultades.
Los 2 tipos anteriores suministraban voltaje de más a menos durante su descarga.
Las Lipo suponen un avance significativo. Con menor peso, suministran más voltaje (0,20 voltios por pack), y al ocupar menos, podemos meter más capacidad en el mismo espacio que ocupaban las NiMH. Tienen la ventaja de suministrar teóricamente un voltaje más constante. Tiene varios inconvenientes, que por razones de seguridad no las permiten estar aún homologadas en competición (a parte del superior voltaje). Como su recubrimiento no está blindado, dado que se hinchan y se deshinchan en su carga y descarga, su recubrimiento es de papel; esto significa que con cualquier roce el contenido puede escapar. Igualmente, durante su funcionamiento (carga o descarga), se producen gases que son combustibles. De ahí que una Lipo en el momento de romper el papel durante su funcionamiento (por roce con una piedra o por explosión al pasarnos de su C) suelte gases que al contacto con el aire deflagran, produciendo una llama muy peligrosa para el público, y fatal para el coche.
¿Cómo debo cargar las baterías?
Ni-CaD: Carga por pulsos, delta peak 20 mV/pack, sobre 4-4,5 A, trickle on.
Ni-MH: Carga lineal, delta peak 5-8 mV/pack, sobre 5-6 A. Trickle off.
Lipo: Cargador específico, y seguir las instrucciones del fabricante.
¿Qué significa que unas baterías están seleccionadas?
No todos los elementos fabricados dan los mismos valores en la descarga. Como los packs los componen 6 baterías, es normal que haya un desequilibrio entre sus elementos, y eso afecta a su rendimiento, reduciendo su capacidad de carga y descarga, y puesto que la mayoría de los cargadores cargan por los 2 extremos del pack, y no elemento a elemento, los fabricante ofrecen pack seleccionados.
En los pack seleccionados, todos los elementos tienen más o menos los mismos valores de capacidad y voltaje. Cuanto mayor es la descarga a la que se han seleccionado, más difícil es encontrar elementos iguales, de ahí que sean más caros los pack selecionados a 30A que a 20A. Igualmente, cuanto mayor es la equidad entre los elementos, mayor es el precio.
Evidentemente, los elementos suelen acostumbrarse a lo que tengan de compañero. Es decir, que si un elemento está rodeado de otros 2 peores, al final "lo malo abunda" y "todo se pega menos lo bonito", igualandose a partir de la 10 carga, aproximadamente.
Por eso los pack seleccionados se utilizan en alta competición, porque allí se estrenan los pack en cada manga, y necesitan tener lo mejor.
Eso sí, a partir de la 10ª carga, como el pack suele equipararse, si utilizamos correctamente los cargadores, los ecualizadores, y los tiempos de reposo entre descarga y carga, un pack sin seleccionar puede igualar con el tiempo a un pack seleccionado.
Aunque también un pack no seleccionado puede tener algún elemento que vaya "viciando a los demás" y desequilibrando la balanza, perjudicando al resultado final. Normalmente los elementos de los extremos son los primeros en cargarse y descargarse, y podemos encontrarnos packs con poco rendimiento.
Espero que con estos ejemplos los noveles en la matería abandonen de una vez las consultas al respecto de qué batería montar. Todos estos conceptos son siempre teóricos, y hay bastantes excepciones, pero así evitamos confudir más a los noveles.
Voltaje = Intensidad * Resistencia.
Supuesto: motor brushless, KV= 4.500, consumo máximo 10 amperios a 7,20 V
Partamos también que un motor que alcance mayores RPM tiene mayor consumo.
Ese motor entregará 4500 revoluciones por voltio. Para una batería "ideal" NiMH que suministre 7.20 voltios constantes, el motor girará como mucho a 32.400 RPM, y consumirá como mucho 10 amperios en vacio. Para una batería "ideal" Lipo que suministre 7.40 voltios constantes, el motor girará como mucho a 33.300 RPM, y consumirá como mucho 10,28 amperios en vacio (siempre y cuando no nos pasemos del valor de C, que más adelante explicaré).
Es decir, que permaneciendo constante el voltaje (gas a fondo), el motor en vacio siempre consumirá 10 amperios, ya que la resistencia permanecerá constante (no cambiamos el cableado).
¿Un motor anda más con unas 4800 que con unas 4200, suministrando ambas el mismo voltaje? FALSO.
De supuesto anterior, el motor en vacio consumirá exactamente lo mismo, es decir, 10 A, y girará como máximo a 32.400 RPM. Lo único es que si el consumo son 10, con las 4800 podrá estar a gas a fondo durante 28,80 minutos, y con las 4200 lo estará a 25,20 minutos.
El tema es que posiblemente las 4800 estén algo más evolucionadas que las 4200, y suministren un poco más de voltaje.
¿En qué se diferencian unas 4800 de unas 4200?
4800 es la capacidad en miliamperios (mA) que tienen. Haciendo una regla de 3 podremos calcular cuánto durará la pila teoricamente conociendo el consumo. Por ejemplo, un motor que consume 10 A tarda 28,80 minutos en vaciarla. Por eso, igualando el consumo, con unas 4800 estaremos durante más tiempo que con unas 4200.
Como ayuda, multiplicaremos la capacidad de las baterías dividido entre 1000 para pasarlo a amperios, y lo que nos de lo multiplicamos por 60 y lo dividimos entre el consumo del motor, y hallaremos los minutos que podremos estar rodando con ese consumo teorico.
¿Pueden hacer andar más un coche unas 4200 que unas 4800? VERDADERO.
Las baterías entregan voltaje según la carga que le dimos. Una carga a 3,5 A hará que las baterías entreguen menos voltaje con el consumo de los 10 A, que unas baterías que se hayan cargado a 5 A. Y si suministran más voltaje, hemos quedado que el motor andará más. Por ejemplo, si las cargamos a 3,5 A, pueden que suministren solo 7 voltios a 10 A de descarga (31.500 RPM), y si las cargamos a 5 A, pueden que suministren 7,20 V a 10 A (32.400 RPM).
¿Qué es el C?
Del ejemplo anterior, el motor consumirá como mucho 10 A en vacio. Pero en situaciones reales hay factores que incrementan ese consumo: aceleración, peso del coche, barro, resistencia al aire, que pueden llegar a elevar el consumo del coche a 50 o incluso 100 amperios.
Cuando hablamos de C, 2C, 20C, estamos hablando de la relación que tiene una batería con la intensidad máximo permitida, sin dañarse. Por eso a mayor consumo, necesitaremos más Ces. Y a mayor C, mayor capacidad de amperaje de carga (por eso tardan menos en cargarse).
Unas 5000 mA, 10C, significa que admitira como mucho un consumo de 50 amperios. Es decir, que podremos montar un motor que montado en un coche que como mucho consuma 50 amperios, teniendo en cuenta los factores antes mencionados.
¿Qué hacemos para evitar pasarnos del C?
Los variadores específicos para BATERIAS "peligrosas" donde no debemos sobrepasar ese C, tienen un circuito de corte para evitarlo. Por eso las Lipo deben usar variadores específicos, que deben ser programados conforme al valor del C que nos de el fabricante de la batería. Normalmente se ajusta el voltaje, pero ya sabemos lo de la fórmula V=I*R. Igualmente, el variador debe permitir, en el caso de las Lipo, que éstas no queden con un voltaje inferior al indicado por el fabricante.
¿Por qué anda más una 20C que una 10C?
No anda más. Tenemos 2 supuestos. Cambiar de motor por uno de mayor consumo, que no lo soporten las 10C pero sí las 20C, y entonces el variador nos está limitando el motor. Y el otro caso es que nos hayamos pasado de motor, y el variador nos lo esté limitando, pero al montar las 20C, el variador nos limitará por un consumo por encima.
¿Qué sería lo ideal?
Que estuviese equilibrada la balanza del motor con las baterías que queremos montar, para aguantar sobre 8 minutos, es decir, lo máximo que dura una final con un aborto de salida.
¿Cómo hago andar más un motor?
Para obtener mayor velocidad punta, tendrémos que alargar el desarrollo, y/o aumentar los grados del avance, pero sin pasarnos del C de la batería.
Otra opción en montar PILAS seleccionadas o de mejor calidad, que en las primeras cargas suministrarán mayor voltaje.
Y finalmente, incrementando los amperios de carga de la batería.
¿Cómo hago para estar más tiempo con el coche?
Acortar desarrollo y/o reducir los grados del avance o montando baterías con mayor capacidad. Y recordad que cargando a menos amperios, la batería cargará mayor capacidad.
¿Que diferencia hay entre Ni-Cad, Ni-MH y Lipo
Es la composición química de la batería. Están ordenadas por antigüedad, siendo las LiPo la última generación.
Las NiCad entregaban mayor voltaje que las NiMH, pero tenían menor capacidad, y sólo podían cargarse una vez al día, dejandolas reposar 24 horas totalmente descargadas (0.9 V/elemento) durante 24 horas. Tenían bastante efecto memoría.
Las NiMH significaron un aumento de la capacidad, a costa de reducir el voltaje, aunque han evolucionado poco a poco hasta alcanzar el mismo que las NiCad. Pueden almacenarse con carga, y apenas tienen efecto memoría. Actualmente son las más utilizadas en competición. Pueden cargarse varias veces al día, y con cada carga/descarga aumentan sus facultades (superior voltaje, aunque inferior capacidad). Hay que respetar una hora entre la descarga y la carga, y sobre todo que estén a temperatura ambiente. En la carga no deben superar los 40ºC, o hierven y pierden facultades.
Los 2 tipos anteriores suministraban voltaje de más a menos durante su descarga.
Las Lipo suponen un avance significativo. Con menor peso, suministran más voltaje (0,20 voltios por pack), y al ocupar menos, podemos meter más capacidad en el mismo espacio que ocupaban las NiMH. Tienen la ventaja de suministrar teóricamente un voltaje más constante. Tiene varios inconvenientes, que por razones de seguridad no las permiten estar aún homologadas en competición (a parte del superior voltaje). Como su recubrimiento no está blindado, dado que se hinchan y se deshinchan en su carga y descarga, su recubrimiento es de papel; esto significa que con cualquier roce el contenido puede escapar. Igualmente, durante su funcionamiento (carga o descarga), se producen gases que son combustibles. De ahí que una Lipo en el momento de romper el papel durante su funcionamiento (por roce con una piedra o por explosión al pasarnos de su C) suelte gases que al contacto con el aire deflagran, produciendo una llama muy peligrosa para el público, y fatal para el coche.
¿Cómo debo cargar las baterías?
Ni-CaD: Carga por pulsos, delta peak 20 mV/pack, sobre 4-4,5 A, trickle on.
Ni-MH: Carga lineal, delta peak 5-8 mV/pack, sobre 5-6 A. Trickle off.
Lipo: Cargador específico, y seguir las instrucciones del fabricante.
¿Qué significa que unas baterías están seleccionadas?
No todos los elementos fabricados dan los mismos valores en la descarga. Como los packs los componen 6 baterías, es normal que haya un desequilibrio entre sus elementos, y eso afecta a su rendimiento, reduciendo su capacidad de carga y descarga, y puesto que la mayoría de los cargadores cargan por los 2 extremos del pack, y no elemento a elemento, los fabricante ofrecen pack seleccionados.
En los pack seleccionados, todos los elementos tienen más o menos los mismos valores de capacidad y voltaje. Cuanto mayor es la descarga a la que se han seleccionado, más difícil es encontrar elementos iguales, de ahí que sean más caros los pack selecionados a 30A que a 20A. Igualmente, cuanto mayor es la equidad entre los elementos, mayor es el precio.
Evidentemente, los elementos suelen acostumbrarse a lo que tengan de compañero. Es decir, que si un elemento está rodeado de otros 2 peores, al final "lo malo abunda" y "todo se pega menos lo bonito", igualandose a partir de la 10 carga, aproximadamente.
Por eso los pack seleccionados se utilizan en alta competición, porque allí se estrenan los pack en cada manga, y necesitan tener lo mejor.
Eso sí, a partir de la 10ª carga, como el pack suele equipararse, si utilizamos correctamente los cargadores, los ecualizadores, y los tiempos de reposo entre descarga y carga, un pack sin seleccionar puede igualar con el tiempo a un pack seleccionado.
Aunque también un pack no seleccionado puede tener algún elemento que vaya "viciando a los demás" y desequilibrando la balanza, perjudicando al resultado final. Normalmente los elementos de los extremos son los primeros en cargarse y descargarse, y podemos encontrarnos packs con poco rendimiento.
Espero que con estos ejemplos los noveles en la matería abandonen de una vez las consultas al respecto de qué batería montar. Todos estos conceptos son siempre teóricos, y hay bastantes excepciones, pero así evitamos confudir más a los noveles.
Saludos, Team Mugen Sanlúcar
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