Hace tiempo publicamos dos dosieres sobre baterías y sus características más importantes (Dosier 1 / Dosier 2). En este artículo vamos a hablar de en qué otras características debemos tener en cuenta a la hora de elegir una u otra batería para nuestra aplicación.
Generalmente, cuando vamos a elegir una batería nos fijamos principalmente en tres características:
- Capacidad necesaria
- Voltaje necesario
- Espacio disponible
Estas cuestiones son bastante normales y es lo primero que se plantea una persona al realizar una solicitud de un tipo de baterías para su aplicación. Pero, existen otras características igual de importantes para poder escoger un modelo de batería.
APLICACIÓN y PICO DE ENERGÍA
¿Cuál es la aplicación de nuestro sistema? Este dato es sumamente importante para saber qué pico de energía se necesita. Esto se cuantifica con el concepto “C” (capacidad nominal).
La capacidad nominal es la cantidad de corriente que puede extraerse de la batería completamente cargada durante un determinado periodo de tiempo. Se mide en amperios por hora (Ah). Por ejemplo, nuestra batería NH1600AABFR tiene una capacidad nominal C = 1600mAh (la batería es capaz de suministrar 1600mA en una hora).
Las baterías están compuestas por productos químicos, lo que hace que existan muchas composiciones diferentes y que podamos conseguir diferentes picos de descarga. A esto se le denomina “Capacidad de descarga” y está directamente relacionada con la capacidad nominal de la batería.
Por su composición, hay baterías que pueden entregar en un instante 0.5C, 2C, 5C y hasta 20C. Esto implica un agotamiento rápido de la batería, pero también ofrece picos de corriente muy altos durante milisegundos para motores, comunicaciones, etc.
Según vemos en la ficha técnica de nuestra batería NH1600AABFR, vemos que la corriente estándar de descarga es de 320mA (0.2C) y se puede conseguir un pico de descarga máximo de 8000mA (5C).
Como contrapartida, también existen baterías que sólo dan 1/2C como pico máximo de descarga, que se utilizan principalmente para aplicaciones de mantenimiento.
APLICACIÓN y CORRIENTE DE CARGA
Algo sencillo de mirar si analizamos el cargador que se va a utilizar, en cambio, es un concepto que pocas veces se tiene en cuenta. Si por la aplicación es necesaria la carga rápida y el cargador va a entregar un pico de corriente alto a la batería es de crucial importancia que la batería pueda aceptar dicha condición de carga.
La mayoría de las incidencias en baterías son consecuencias de una mala elección de la batería o del cargador. Este dato también se puede extraer de la ficha técnica y también se utiliza la terminología “C” para determinarla.
Normalmente, en condiciones estándar siempre se habla de 0,2C de carga, es decir, la batería tarda 5 horas en cargarse aproximadamente. Mientras que en condiciones de carga rápida hablamos de 2C, es decir, la carga se realizará en 30 minutos, aproximadamente.
Como en todas las otras características también existen baterías especiales que aceptan cargas más lentas, por tanto, admiten cargas en continuo o flotación. Otras baterías aceptan cargas instantáneas con las que se llega al 90% de la carga en 5 minutos.
RANGO DE TEMPERATURA DE CARGA
Otro dato muy importante a la hora de determinar la tecnología a utilizar es el rango de temperatura, tanto el de carga como el de descarga.
En el caso del proceso de carga, las baterías estándar por encima de 45ºC no se cargan. Todos los elementos del sistema deben estar muy bien calculados porque puede ocurrir que, con el calentamiento natural del proceso de carga, la temperatura ambiente y la mala ventilación, superen este valor y se impida el proceso de carga. Además, a medida que nos acercamos a esta temperatura, el proceso de carga se ralentiza.
Esto mismo ocurre con la temperatura mínima. Si la carga es estándar, la temperatura de carga mínima son 0ºC. En cambio, si es carga rápida son 10ºC.
¿Cómo se soluciona esto?
En aplicaciones estáticas donde la temperatura puede ser superior a 45ºC, como por ejemplo en las luces de emergencia, se utilizan baterías de alta temperatura (utilizan otro compuesto químico) que permite trabajar en estas condiciones.
Por ejemplo, nuestra batería NH1300AAJFH tiene un rango de temperatura de carga de 0-70ºC y permite una corriente de carga estándar de C/10 (130mAh)
RANGO DE TEMPERATURA DE DESCARGA
Con el rango de temperatura de descarga ocurre lo mismo que en el apartado anterior. En el proceso de descarga, las células estándar no funcionan por encima de los 65ºC ni por debajo de los -20ºC. Aun así, existen modelos de baterías diseñados para aplicaciones en rangos extendidos, para temperaturas bajas hasta -40ºC y para altas hasta 85ºC, aunque no es habitual que una batería tenga todo el rango: o son para bajas o son para altas temperaturas.
Todas estas limitaciones han de tenerse en cuenta pues impiden su funcionamiento correcto. Hace tiempo tratamos este tema con las baterías de plomo (leer artículo). Con el resto de las baterías también existen estas limitaciones que si no tenemos en cuenta acortaremos la vida útil de la batería o, incluso, tener problemas de seguridad. Nuestro consejo es que en los diseños y sustituciones se tenga en cuenta toda la información que se facilita en la ficha técnica del producto y usar las baterías en los rangos recomendados y no en las límites aceptables.
Buen día
¿Qué significa el término 0.5C3?
Buenos días José,
Hay 2 partes de esta duda que hay que explicar por separado, por una parte, es el numero inicial «0,5» y por otro la nomenclatura «C3»
Comenzamos por la más compleja, C3: Normalmente para indicar que la capacidad se ha medido en condiciones estándar se utiliza el símbolo C5 (normalmente el índice suele ser un subíndice) esto nos indica que para medir esa capacidad se ha utilizado un proceso en el que la batería se ha cargado a la intensidad (A) = capacidad teórica/5 y se ha descargado a la misma intensidad. Lo que corresponde como a unas 5,5h de carga y a algo menos de 5h de descarga.
Utilizar el término C3 no es habitual, pero interpretamos que tiene el mismo sentido, que, para medir esa capacidad, que será la nominal que te da el fabricante de la batería ha usado. Se entiende que la batería se ha cargado a una corriente de capacidad teórica/3 y de la misma intensidad de descarga. Esta capacidad C3 será algo inferior a la capacidad C5, ya que el rendimiento de la batería es mayor cuanto más baja sea la corriente de carga y de descarga sin llegar a microcorrientes.
Por otra parte, el número inicial solo indica por cuanto tenemos que multiplicar a C3 para saber la intensidad a la que nos referimos. En este caso 0,5*C3 sería la intensidad correspondiente a la mitad de su capacidad medida con ciclos de carga y descarga de aproximadamente 3 horas.
Ejemplo: Si este dato 0,5C3 nos lo pone en el datasheet para la corriente máxima de carga y la batería es de capacidad (C3) 1000mAh, quiere decir que esa batería cargada a 333mA (=1000/3) hasta voltaje de carga (4,2V si nos referimos a Li-ion) y descargada a 333mA hasta voltaje mínimo (2,8V si nos referimos a Li-ion) deberíamos obtener una capacidad de 1000mAh mínimo. Y, que la corriente de carga máxima que podemos aplicar para no se dañe la batería es de 500mA (=0,5C3=0,5*C3=0,5*1000=500A).
Esperamos haberte podido ayudar.
Un cordial saludo,
Soporte técnico FULLWAT.
Muchas gracias por compartir esta información, es un artículo muy interesante!
Buenos dias
A que baja temperatura a la intemperie puedo someter una batería solar de gel de 12 V 20 AH
Es para un portón corredizo en medio de la Patagonia, con temperaturas que oscilan en los -10° C.
Estimado Rodolfo,
En general y salvo modelos muy específicos, la capacidad en Ah de una batería de plomo está condicionada a que la temperatura media donde está ubicada la batería sea sobre 20ºC. El rango de la temperatura operativa está entre 10ºC y 30ºC. La temperatura máxima absoluta de uso no debe de exceder de 45ºC; en caso contrario, existe un claro riesgo de embalamiento térmico de la batería así como una deshumectación del electrolítico, con la consecuente destrucción de la batería.
El hecho de usar (tanto en carga como en descarga) una batería de plomo por encima y por debajo de la citada temperatura, va a producir una merma de su capacidad y una reducción de su vida útil. Por todo lo anteriormente expuesto y atendiendo a otros aspectos, se puede afirmar que, por cada aumento de 10ºC sobre la temperatura operativa anteriormente anotada, la vida útil de la batería se reducirá a la mitad.
Para temperaturas bajas, la resistencia interna aumenta de forma importante lo que conlleva a una merma muy importante de la capacidad; además, existe el peligro de la congelación de electrolítico, lo que pudiera producir daños irreversibles en la batería.
Si es cierto que, en el caso de baterías GEL, el hecho de que el electrolítico esté Gelificado, hace que lo anteriormente indicado, se cumpla en menor medida si se compara con una batería AGM ó liquida.
Por otro lado, para el proceso de carga y para optimizar la batería, habrá que aplicar una compensación por aumento o disminución de la temperatura de uso de la batería. Para ello, el cargador debe de estar conectado a un sensor de temperatura, que se acopla a la batería; el cargador deberá de aumentar la tensión de carga cuando se disminuye la temperatura de uso de la batería
Un cordial saludo
Soporte Técnico FULLWAT.
Muy buen artículo, felicidades por el blog
Vendemos baterías y nos has proporcionado una información muy útil, gracia spor compartirla
Muchas gracias por tu comentario.
Si te interesa algún tema o característica de baterías en particular, no dudes en decirnoslo.
Un saludo,
Fullwat Support
Hola! Como también me dedico a la venta de baterías me gustaría saber un poco más sobre el tipo de carga/batería que usan los robots, ya que es el futuro y comienza a ser parte del presente. Muchas gracias!
Buenos días,
El consumo de la batería, así como su carga, depende de la aplicación y los robots tienen muchas aplicaciones.
Un brazo robotizado tiene un consumo de motor bajo si se dedica a colocar piezas en una placa de circuito impreso y un consumo muy alto si se dedica a colocar piezas de coche. Por tanto, el consumo y la forma de carga de los robots dependen de la finalidad del trabajo que realicen.
Hay que estudiar cada caso por separado, saber si su uso es en continuo por lo que tendrá que usarse con baterías que se puedan cargar continuamente o su uso es como el de un robot aspirador: realiza un trabajo, se consume la batería y después pasa a cargar. Cada forma de uso tiene tanto un proceso de descarga como un proceso de carga diferente, no te podemos dar una respuesta general para esta pregunta ya que hay que estudiar cada caso independientemente.
Un cordial saludo
Soporte técnico FULLWAT