¿Qué tipos de cargador de baterías existen?

Un cargador de baterías se encarga de suministrar, a una batería recargable, una corriente eléctrica en sentido opuesto al de la corriente de descarga. Ésta energía debe ser algo superior a la extraída ya que el rendimiento del cargador no es “ideal” y siempre habrá alguna pérdida.

Por lo tanto, es de vital importancia conocer de qué tipo es la batería (plomo, litio, níquel…) para que el cargador sepa a qué tensión debe “cortar” la carga.

Aunque no siempre se cumple, normalmente el voltaje de las baterías suele ser:

Ni-Cd Ni-Mh Li-Ion Li-Po Li-FePO4 Plomo
Voltaje Nominal 1,2 1,2 3,7 3,7 3,2 2
Tensión máx. de carga 1,4 1,4 4,2 4,2 3,6 2,4
Tensión de descarga 1 1 3,2 3,2 2,8 1,75

Métodos de carga

Dependiendo del tipo de tecnología de las baterías, existen varios métodos de carga.

Las baterías de Ni-Cd, NiMh y litio se cargan a corriente constante. Éste método consiste en cargar la batería con una corriente fija hasta que la batería casi llegue hasta su tensión de carga y, en ese punto, la corriente irá disminuyendo paulatinamente a medida que el voltaje llega a su máximo.

Ejemplo: Gráfica de carga de una batería de litio-ion

Por el contrario, las baterías de plomo se cargan a tensión constante. El proceso de carga de estas baterías se denomina IUI, el cual tiene varias etapas. A groso modo, podemos definir tres etapas básicas:

Inicialmente, la batería se carga a una intensidad constante hasta que la tensión alcanza el “primer límite” de voltaje. Esta etapa se denomina “etapa bulk” o «etapa de carga».

En ese momento, el cargador cambia a tensión constante limitando la cantidad de corriente que absorbe la batería hasta el segundo límite establecido. A esta fase se le denomina “etapa de absorción”, y finaliza cuando la batería se ha cargado completamente.

En una tercera etapa, el cargador baja su tensión y la mantiene constante para compensar la auto-descarga de la propia batería con el paso del tiempo. En esta etapa, la corriente es practicamente nula.

En Fullwat, tenemos una gama de cargadores de plomo la cual realiza 7 etapas muy bien definidas. Esta gama se llama: “CMF”, podéis encontrar toda la información aquí

Elección

A la hora de cargar una batería, debemos tener en cuenta varios puntos:

Tensión: La tensión del cargador debe ser superior a la tensión máxima de la batería. En caso contrario, nunca conseguiremos cargar completamente la célula.

Intensidad: La corriente de carga se escoge en función de la capacidad de la batería. En las baterías de nickel, la carga ideal es una décima parte de su capacidad total: C/10. Por ejemplo, para una célula de 2600mAh, la corriente de carga ideal será 260mA.

Aunque no siempre se cumple, normalmente la corriente de carga ideal es:

Ni-Cd Ni-Mh Li-Ion Li-Po Li-FePO4 Plomo
Corriente de carga ideal C/10 C/10 C/5 C/5 C/5 C/10

¿Se puede cargar más rápido para hacerlo en menos tiempo? Sí, pero si es demasiado elevada podemos llegar a quemar la célula. Además, contra mayor sea la corriente de carga, la célula se calentará más, por lo que tendrá más perdidas. Por ello, las fichas técnicas de las baterías indican la corriente máxima a la que se puede cargar la batería.

Tiempo: El tiempo que va a tardar en cargar una célula depende de la capacidad de ésta y de la corriente de carga elegida.

Ejemplo:

Tenemos un pack de 15 baterías en serie de NiMh y 13000mAh. Características del pack:

  Tensión: 15 * 1.2V = 18V
Corriente: 13Ah
¿Qué corriente de carga podemos elegir?
La carga ideal es 1,3A (13Ah / 10 = 1.3A).

Uno de los cargadores que más se aproxima a éste valor es el FU-C2000-9-18 (catálogo), el cual tiene una corriente de carga de 2A.

¿Cuánto se tarda en cargar un pack?
Horas de carga = 9.1h

Tipos de cargadores más habituales

  • Cargador simple
  • Cargador de mantenimiento
  • Cargadores inteligentes

El cargador simple:

Un cargador simple suministra una corriente o tensión constante por la batería sin tener en cuenta el tiempo de carga de ésta. No tienen un control de “fin de carga”, es decir, el cargador sigue suministrando corriente a pesar de que la tensión haya llegado “a su máximo”. Por este motivo, la corriente de carga de este tipo de cargadores es muy baja, intentando así evitar una sobrecarga. Este tipo de carga no es conveniente ya que, con el paso del tiempo, la batería se va debilitando.

El cargador de mantenimiento:

Los cargadores de mantenimiento cargan la batería a la velocidad de auto-descarga. De esta forma, pueden dejarse conectados indefinidamente sin riesgo de sobrecarga. El uso más habitual son sistemas de alarma.

El cargador inteligente:

Los cargadores inteligentes, además de cargar la batería, llevan un control durante el proceso de carga: controlan el voltaje de la batería, su temperatura, el tiempo de carga… suministrando la corriente adecuada en relación a estos tres factores.

Un cargador típico carga la batería hasta un 85% de su capacidad máxima en aproximadamente una hora. En ese momento, cambia a “carga de mantenimiento”, mencionado anteriormente.

Tomando como ejemplo el cargador de Fullwat FUC-004 (catálogo), para baterías de consumo NiMh:

A medida que la batería se carga, el voltaje de la célula aumenta y luego se mantiene prácticamente constante hasta finalizar la carga, tal y como hemos explicado en el apartado de “métodos de carga”.

Cuando la carga se completa, el voltaje comienza a disminuir y las células se calientan. El cargador inteligente debe reconocer este sobre-calentamiento de las células y la disminución del voltaje, momento en el que detendrá la carga. Este aumento, mantenimiento y disminución del voltaje se le denomina “delta peak” ∆V. Éste valor viene definido en las fichas técnicas de los cargadores.

Facebooktwittermail

16 comentarios

  1. Tengo una placa de 12 v 100 wtts y su correspondiente controlador de carga para baterias de plomo.
    Se puede usar tal cual para una bateria de 12,8v 20 Ah?? Si no se puede, que controlador es el adecuado?

    1. Buenas tardes Albert,

      Una batería de plomo de tiene una tensión de 12V. Se carga a tensión constante, y por ello para cargarla se necesita entre 13.8V y 14.4V.
      Una batería de LiFePO4 tiene una tensión de 12.8V. Se carga a corriente constante. Para una batería de 20Ah y dependiendo de las células que la forman, la corriente puede variar entre 4A y 20A o incluso más corriente si son células que aceptan muy altas corrientes de carga. Normalmente se necesita una tensión mínima de 14.4V para que la corriente necesaria para cargarla circule fluidamente.

      Si le aplicamos un cargador para plomo a una batería de LiFePO4, como tenemos una diferencia de tensión suficiente fluiría corriente y empezaría a cargar la batería.
      En cuanto empieza a cargar, la tensión en la batería de LiFePO4 va subiendo y como el cargador es para plomo la tensión en el cargador se mantiene, con ello va desapareciendo la diferencia de tensión y la corriente de carga va disminuyendo y podría llegar a dejar de cargarse la batería.
      Podríamos cargar la batería de LiFePO4 pero seguramente en un pequeño porcentaje, no al 100%.

      Lo mejor es buscar un cargador para baterías de LiFePO4.
      Desde FULLWAT aconsejamos usar un cargador adecuado a su propia tecnología.

      Un cordial saludo
      Soporte técnico FULLWAT.

  2. Tengo un taladro marca Bosh de 12v, con su batería y cargador original.
    La batería murió,era de 12v 1,5A ni-cd y reemplace las baterías por unas de litio, 3 en concreto de 3,7v a 3400mAH cada una con una placa BMP de 20A, el problema que tengo es que al enchufarlo al cargador no funciona, no mete carga a la batería, el cargador aparentemente es inteligente ya que parpadea cuando está cargando y cuando completa la carga se queda la luz fija. Pero con las baterías de litio la luz se queda fija (no mete carga, como si no hubiese enchufado nada) no entiendo porque. El cargador es de 7,4v a 14,4v – 1.0A.
    Mi agrado sería conservar el cargador aunque tuviera q hacerle una modificación, gracias de antemano.

    1. Buenos días Jose María,

      Para cargar una batería de Ni-Cd de 12V (10*1.2V) se necesitan 14.2V (10*1.42V).
      Para cargar una batería de litio de 11.1V (3*3.7V) se necesitan 12.6V (3*4.2V).
      Hay una diferencia de 1.6V.

      Cuando se pone el pack de litio a cargar, lo mas probable es que el cargador interprete que se trata de una batería de 12V, por lo que el cargador suministrará 14.2V. Habría que medir la tensión que da el cargador cuando se pone a cargar el pack para comprobarlo.
      Si el cargador da 14.2V es muy probable que el BMS de la batería de litio considere que es una tensión muy alta y se desconecte para proteger la batería. Habría que ver las especificaciones del BMS para confirmarlo.

      Desde FULLWAT aconsejamos cambiar el cargador por uno para baterías de litio, que suministre 12,6V.
      Si no se puede, se podría intentar colocar, dentro de la batería, un convertidor DC-DC que acepte una entrada de 14.2V y nos de una salida de 12.6V. Y que tenga los amperios suficientes para cargar la batería.

      Habría que ver si se puede colocar el DC-DC en el circuito de carga de tal forma que no afecte al circuito de descarga y hacer bastantes pruebas para verificar que la batería se carga bien y para ajustar el sistema, pero en principio podría ser una solución. Habría que saber más características y comprobar si finalmente es factible.

      Un cordial saludo,
      Soporte técnico FULLWAT.

  3. hola estoy cambiando las baterias de mi taladro de Nikel -CD por LI-ION para 18 v , puedo usar el mi8smo cardador de las baterias de N-CD para las Litio -ion?

    1. Buenos días Mario,
      Desde FULLWAT aconsejamos adquirir un cargador de baterías para la tecnología correspondiente.

      Aún así, la respuesta a tu pregunta es un si con matices. Para sustituir un pack de 18V de Ni-Cd se debe utilizar un pack con 5 celulas de litio en serie (5*3.7V = 18.5V). Para cargar este pack de litio se necesita un mínimo de 21V (5*4.2V = 21V).
      Para saber si se puede utilizar el cargador:
      1. Verificar que el cargador de Ni-Cd suministra los 21V necesarios.
      2. Verificar que corriente de carga suministra el cargador y asegurarse de que esa corriente hace saltar la protección del BMS de la batería de litio.
      3. Hay que comprobar si el cargador es inteligente o simple.

      Si es simple (a veces se les llama temporizado), el cargador se limita a suministrar corriente al pack y al cabo de un tiempo predeterminado se para, independientemente de que el pack este cargado o no. Normalmente la corriente de carga es muy pequeña para evitar sobrecargar el packs de baterías por lo suele ocurrir que el pack de litio nunca se carga completamente, y al final no se consigue una mejora por cambiar a pack de litio.

      Si es inteligente, en principio, debería detectar el fin de carga y cargar correctamente el pack. Los cargadores inteligentes detectan la pequeña disminución de tensión al final del proceso de carga («delta-peak»). Ocurre que en la baterías de litio esta caída es muy pequeña comparada con las baterías de Ni-Cd, lo que hace que si el cargador no es muy fino no detecte correctamente el delta-peak en las baterías de litio y continúe suministrándoles corriente una vez que están cargadas, lo que podría hacer que se sobrecargue la batería de litio. Esto no hay una forma fácil de verificarlo.

      Si se cumplen todas las condiciones anteriores se puede utilizar el cargador para Ni-Cd con relativa seguridad para cargar packs de litio. Aún así, desde FULLWAT aconsejamos adquirir un cargador de baterías para la tecnología correspondiente.

      Un cordial saludo,
      Soporte técnico FULLWAT.

  4. Buenas tardes, se me perdio el cargador de un taladro inalambrico es de 6 V, de NiCd, qué cargador le puedo comprar? en la ferretaria me vendieron un transformador comun de 6v y no carga nada! ayuda!! gracias

    1. Buenas tardes Ale,

      Para cargar cualquier batería de Ni-Cd o Ni-MH de 6V se necesita un mínimo de 7.2V.
      Si se coloca un transformador de 6V no se va a poder cargar nunca. Se necesita una diferencia de potencial (tensión o voltaje) para que circule corriente y se puedan cargar las baterías.

      Si tenéis la cuna del cargador de baterías y solo os falta el alimentador, en la cuna debería venir marcadas la tensión y la corriente del alimentador a conectar.
      Si tampoco tenéis la cuna la cosa se complica un poco más. En la cuna va el circuito que se encarga de controlar la carga y para el proceso de carga cuando la batería está cargada. Sin ese circuito la carga no va a funcionar bien.
      Sin el circuito de control se puede colocar directamente una tensión de 7.2V, y las baterías se cargarán algo, pero nunca al 100%. Además, el circuito de control se encarga de regular la corriente que entrega a las baterías y si no está puede pasar que circule más corriente de la que soportan las baterías en carga y se estropeen.

      Un cordial saludo,
      Soporte técnico FULLWAT.

  5. Hola , tengo una bateria de litio para moto, lithium ion tipo lifep04 de 12v 15ah. Resulta que en sus bornes marca 13v pero al tratar de encender una lámpara de 12v no se puede, ni siquiera activa el relay de la moto. El indicador enciende sus 3 led a full. Alguna solución? Porque la bateria es nueva. Gracias

    1. Buenos días Orestes,

      Por los datos que nos comentas, en principio, la batería parece que está bien. Una batería de LiFePO4 de 12V en realidad tiene 12,8V de voltaje nominal (4 células de 3,2V = 12,8) por lo que medir 13V en sus bornes es normal y nos indica que la batería está dentro de su rango normal.
      El hecho de que al conectarle carga no pueda alimentarla puede ser por varios motivos:

      – Que la batería este descargada y cuando intentas sacarle energía la batería se achica. Intenta medir el voltaje en bornes cuando conectas la carga. Si el voltaje cae mucho significa que la batería está descargada.
      – Que la batería tenga una electrónica de protección que actúa y corta la salida. Intenta medir el voltaje en bornes cuando conectas la carga. Si el voltaje se pone a cero es que la electrónica interna ha actuado y ha desconectado la salida.

      Las causas por las que actúa la electrónica interna también puede ser múltiples. Las dos mas habituales son que detecte un consumo de corriente superior al que puede admitir la batería o que detecte un cortocicuito a la salida. En ambos casos se desconecta para proteger la batería.

      Un cordial saludo,
      Soporte técnico FULLWAT

  6. Hola, llevo un rato intentando averiguar si puedo usar un cargador de baterias de LiFePO4 para cargar una de Li-Ion.

    Me parece entender que si se podria, solo que no cargaria a la tension maxima que soportaria la bateria de Li-Ion, pero no se si esto seria malo o contraproducente de algun modo para la bateria de Li-Ion.

    Podrian confirmarmelo? Gracias.

    1. Buenos días. Muchas gracias por contactar con nosotros.
      En respuesta a tu consulta,

      Una batería de LiFePO4 tiene una tensión nominal de 3.2V y se carga a 3.6~3.7V.
      Una batería de Li-ión tiene una tensión nominal de 3.7V y se carga a 4.1~4.2V.

      Lo que puede ocurrir es lo siguiente:
      Una batería de Li-ión totalmente descargada tendrá una tensión alrededor de 2.75V (depende del modelo de la batería, habría que ver el datasheet del modelo concreto).
      Si le aplicamos un cargador para LiFePO4, que carga a 3.6V, como tenemos una diferencia de tensión (3.6V – 2.75V = 0.85V) fluiría corriente y empezaría a cargar.
      Pero en cuanto empieza a cargar, la tensión en la batería de Li-ión va subiendo, con ello va desapareciendo la diferencia de tensión y se deja de cargar la batería.
      En el mejor de los casos podríamos haber cargado la batería de Li-ión un pequeño porcentaje, pero la batería estaría sin cargar.

      Un saludo,
      Soporte técnico Fullwat

  7. Que puede pasar si:

    1 – Se usa un cargador de patinete de 48V para baterias de plomo (Serie 4×12), No es tipo transformador es tipo cargador de movil pero mas grande, lleva algo de electronica, para cargar una bateria de 48v de litio de patinete

    2 -Se usa un cargador de 36V para baterias de litio de patinete para cargar una bateria dce plomo de 36V (Serie 3×12)

    1. Buenos días,

      Tal y como hemos visto en el artículo, el proceso de carga de las baterías de litio y las de plomo son completamente diferentes. Los cargadores de litio cargan a corriente constante y los de plomo a tensión constante. Por tanto, no se pueden mezclar ambas tecnologías.

      Además, el punto final de carga no es igual para ambas tecnologías:
      48V de litio –> 54.6V en carga
      48V de plomo –> 58.5 V en carga
      36V de litio –> 42V en carga
      36V de plomo –> 44V en carga

      Por tanto, no solo el proceso de carga es diferente, sino que nunca se terminaría de efectuar la carga de la batería de plomo. Como sabemos, lo mejor para la vida de la batería de plomo no es solo que el proceso de carga sea el adecuado, en 7 fases, sino que al llegar al punto final de carga se mantenga continuamente cargando. Con un cargador de Litio se cortará la carga y la batería no obtendrá energía nuevamente hasta que se use, un estado nada positivo para una batería de plomo.

      Soporte técnico Fullwat

Responder

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *