La batería

La batería, es el dispositivo en el que se almacena la energía eléctrica, que posteriormente hará mover un motor eléctrico. El coste de las recargas es muy bajo ya que puedes llegar a recorrer 1.000 Km. desde tan sólo 20 céntimos de gasto eléctrico (en el caso de una bici eléctrica)

Puede ser recargada en cualquier enchufe, utilizando el cargador apropiado de cada vehículo. En las bicis, se pueden extraer fácilmente para subirlas a casa y cargarlas de forma tan sencilla como lo haces con tu teléfono móvil.

 

CÓMO FUNCIONA UNA BATERÍA

En el interior de la batería (por ejemplo una de Litio-ión), se encuentran dos electrodos (ánodo y cátodo) de metal o de material compuesto (habitualmente a base de carbono), que se interactúan a través de un conductor llamado electrolito. Todo este conjunto es lo que llamamos celda, mientras que la combinación de varias celdas forma la propia batería. Cuando  una batería se conecta, se activa una reacción química que provoca la circulación de partículas ionizadas de un electrodo a otro, arrastrando de esa manera la producción de electrones a los bornes de la batería y produciendo así corriente. Por el contrario, si se conecta un cargador a los bornes de la batería, se produce el proceso químico inverso. Las partículas circulan en sentido contrario y la batería se va recargando.

La suma de una carga y una descarga completas completa un ciclo.

Los dispositivos que regulan y trasmiten al motor la energía producida por las baterías, se llaman controladores. La calidad de los controladores es fundamental para asegurar la vida útil y el rendimiento óptimo de las baterías.

 

TIPOS DE BATERÍAS

 Hoy en día, mientras que en las bicicletas eléctricas se ha impuesto el uso de las baterías de Litio, en detrimento de las baterías de NI-MH (níquel e hidruro metálico), las de Níquel Cadmio (Nicd), de las de gel de silicio y de las de plomo ácido, que se usaron a finales del siglo XX y principios del XXI
En Motor Verde, comercializamos baterías de litio y alguna de gel, estas últimas fundamentalmente para scooters:

Batería de Litio:

Actualmente y debido a que acumulan una alta densidad de energía, tienen un elevado voltaje (potencia), no tienen prácticamente efecto memoria, soportan un alto número de recargas y que son de tamaño y peso reducido, son las más utilizadas por los fabricantes de electrónica de consumo y de dispositivos portátiles (móviles, e-books, MP3, MP4, etc.). También son mayoritariamente usadas en bicicletas eléctricas y en una buena parte de fabricantes de vehículos eléctricos. fabricantes como Bosch, Yamaha, Panasonic, o Samsung, entre otros, han optado por este tipo de baterías.

Su principal inconveniente es que no son aconsejables para climas muy fríos, ya que su rendimiento baja considerablemente.

Existen bastantes tecnologías en función de los materiales empleados para el cátodo, el ánodo o el electrolito y también según sea su arquitectura. La descarga es siempre muy lineal, manteniéndose el voltaje hasta casi el final de la carga.

Debido a que, las primeras baterías de Ion de Litio podían llegar a explotar en caso de fuerte colisión o  al estar sometidas a altas temperaturas y a sobrecalentamiento, se desarrollaron las de Litio Ion-Mn, que cuentan con circuitos electrónicos que controlan la batería en todo momento y son seguras y estables, pero que no aportan demasiada densidad energética.

Las baterías de Litio-Cobalto (Li Co O2)  cuentan con una alta densidad energética (180-185 Wh/Kgr.) pero no pueden usarse en vehículos por su corta vida (unos 500 ciclos y sobre todo porque no son seguras. Son las más usadas en teléfonos móviles o dispositivos portátiles, a pesar de que el Cobalto es bastante contaminante.

Las baterías de Litio de polímero (LiPo) son aún más ligeras que la de Litio Ion y son muy utilizadas en aviones de radiocontrol.

Las de Litio Ferroso (LiFePo4) tienen la ventajas de que ya no precisan de Cobalto (material caro y tóxico), de que cuentan con una mayor vida útil (hasta 2.000 ciclos), densidad energética aceptable (90-120 Wh/Kgr.), entre las de litio las más económicas y también las más seguras y estables. Además, sufren una menor tasa de autodescarga. El problema es que pesan bastante.

Las de Litio-Níquel-Cobalto-Manganeso cuentan con una altísima densidad energética (hasta 190 Wh/Kgr.), un coste de adquisición medio y una vida útil de unos 1.600 ciclos.

Por último, las de Litio-Titanio son las más duraderas (hasta 11.000 ciclos), pero son muy caras. La densidad energética es mas bien baja, entre 60 y 100 Wh/Kgr.
Batería de Plomo (ácido y gel):

Son las más clásicas (son las que usan los coches de combustión para arrancar) y económicas del mercado y son muy fiables a largo plazo.
Tienen efecto memoria y su principal inconveniente es que no cuentan con mucha autonomía y son muy pesadas, por lo que no se usan en el mundo de la bicicleta eléctrica, no siendo así en otros vehículos eléctricos, donde sí son utilizadas habitualmente. Desgraciadamente también son contaminantes. Su densidad energética es baja, ya que no sobrepasan los 40 Wh/Kgr.

 

AUTONOMÍA DE LAS BATERÍAS

Las baterías de las bicicletas eléctricas, suelen ser extraíbles y habitualmente usan un voltaje de 36 voltios, aunque también es habitual encontrar e-bikes con 48 voltios. Cuanto mayor sea la tensión (el voltaje), mayor será la potencia que podrá desarrollar la bici eléctrica.

La autonomía de las baterías depende de varios factores: la existencia de pendientes,  el esfuerzo de pedaleo (en el caso de las bicis), la temperatura, la antigüedad de la propia batería y el peso del propio usuario mas la carga transportada, influyen en la capacidad de realizar más o menos kilómetros, aunque el tipo de conducción y el nivel de ayuda programada en el vehículo (en el caso de las bicis), serán los factores más determinantes.

En el caso de las bicicletas con baterías de litio, existen distintos modelos que pueden llegar a mantener la asistencia hasta los 200 Kms.

En el caso de los patinetes, scooters o triciclos eléctricos, las autonomías son más reducidas.

Nuestra recomendación en todo caso, es que nos consultes y podremos asesorarte al respecto; o que al menos te fijes más en las características técnicas de la batería del vehículo que estés analizando, que en la autonomía publicada por el fabricante.

Para que te hagas una idea, la capacidad de una batería se mide por la cantidad de electricidad que pueda contener (Watios/hora = voltios x amperios).

Sin embargo, en la práctica, puedes encontrar dos baterías con la misma teórica capacidad y que una de ellas goce de una autonomía superior: he ahí donde se ve la calidad de un buen fabricante. Debes tener en cuenta que dos vehículos con idéntica capacidad de batería y de potencia de motor, pueden tener autonomías distintas, en función de los niveles de ayuda que programa cada fabricante, del peso y la ergonomía del vehículo, del tipo de controlador que alimenta cada uno de los motores, de la calidad de las baterías y de la eficiencia energética de cada motor.

 

VIDA ÚTIL DE LAS BATERÍAS

A medida que las baterías van siendo utilizadas y cargadas periódicamente la capacidad de retención de carga va disminuyendo y van perdiendo autonomía (se cargan más rápidamente). Esta circunstancia no es susceptible de estar cubierta por la garantía, ya que se considera desgaste producido por el tiempo y/o el uso de la propia batería. El proceso químico de desgaste, aumenta con el uso.

Habitualmente se suele leer que las baterías de gel tienen una vida de entre 300 y 700 cargas, mientras que las habituales de litio en bicis, se sitúan entre las 500 y las 1.000, pero tampoco es correcto hablar de un número exacto de recargas, ya que si alguien dice que una batería dura 1.000 cargas, es obvio que si la cargas 10 veces al año, no va a durar 100 años. Tampoco en ese caso, se puede afirmar que al de 1.000 de cargas, la batería deje de funcionar, sino que a partir de ese número especificado por el fabricante, se considera que la batería está amortizada y que su rendimiento puede bajar progresivamente hasta llegar a no funcionar.

Por lo tanto, podemos afirmar que en función del uso y de la calidad de las baterías, se suelen sustituir por término medio, entre los 3 y los 6 años. Algunos usuarios querrán sustituir su batería por una nueva antes de los 3 años, ya que precisen un uso diario y una autonomía máxima y otros podrán alargar su vida por encima de los 6 porque sus necesidades y frecuencia de desplazamiento son inferiores.

 

CARGA DE LAS BATERÍAS

A la hora de recargar una batería, se debe conectar el cargador a la batería y posteriormente a la red eléctrica.

Se debe tener en cuenta la llamada “tasa de descarga”, que consiste en la pérdida de energía por efecto del paso del tiempo de una batería en un plazo de un mes. Piensa que si vas a dejar tu bici o vehículo eléctrico parado durante meses, las baterías de Litio pierden un 6-7% de carga mensual, mientras que las de gel entorno a un 30-35%. Es vital para conseguir la máxima vida útil de la batería, no dejar “vaciar” totalmente la energía de una batería y a la vez mantenerla activa, por lo que deberás cargarlas de vez en cuando. Aunque el plazo podría ser superior, para evitar olvidos, nosotros te aconsejamos que lo hagas al menos una vez cada 2 o 3 meses.

El efecto memoria es la pérdida de capacidad que sufre una batería cuando no se recarga o no se descarga completamente. Como consecuencia de realizar cargas incompletas, la batería va perdiendo capacidad, de forma similar a lo que ocurría con los primeros teléfonos móviles que salieron al mercado. Para evitarlo, hay que intentar realizar el mayor número posible de cargas completas, así como cargar las baterías lo más vacías posible, pero sin dejarlas descargar completamente. Este es un problema que sufren todas las baterías, pero en el caso de las de Litio y las de gel, el efecto memoria es muy escaso.

El tiempo de recarga depende de cada modelo y fabricante. Existen baterías que se cargan en 2 horas y otras que precisan de 5 o 6 para hacerlo. El 80% de la carga se suele obtener en menos de la mitad del tiempo total de carga, mientras que el resto, carga mucho más lentamente. Poco a poco la industria va trabajando tanto en reducir los tiempos de carga sin dañar las baterías (cargas rápidas), como en otros tipos de baterías con mejores prestaciones.

 

CONSEJOS ÚTILES

  • No tires nunca una batería a la basura o a un contenedor. Llévalas siempre a los puntos de reciclaje de tu localidad.
  • No expongas las baterías al fuego. Tampoco la dejes al sol cuando haga mucho calor.
  • No limpies tu batería (ni tu vehículo eléctrico) con chorros de agua a alta presión.
  • Es vital usar los cargadores específicos que vienen de serie en tu vehículo, ya que cuentan con los parámetros correctos para realizar la recarga. Un cargador incorrecto, podría acortar la vida útil de la batería de manera considerable o dañarla completamente y además te puede hacer perder la garantía.
  • Siempre que vayas a efectuar una recarga, conecta primero el cargador a la batería y posteriormente, éste a la fuente de alimentación.
  • Aunque la mayor parte de los cargadores son “inteligentes” y se desactivan una vez han llegado a la carga completa, no conviene dejarlos en carga más de 10-12 horas seguidas.
  • Observa el panel de mando de tu bici o vehículo eléctrico, ya que te ofrecerá información sobre el estado de carga de la batería, autonomía, etc.
  • No es bueno dejarlas descargar completamente. Si no vas a usar tu ebike durante meses, es lógico que se vaya descargado en parte, por lo que es recomendable que cargues la batería una vez cada dos o tres meses, las de gel completamente y dos tercios de carga en el caso de las de litio.
  • Es muy importante que no intercambies las baterías de tu ebike o vehículo eléctrico por otras, sin consultarnos, ya que tu vehículo cuenta con un tipo de batería recomendada por el fabricante. Nadie a excepción de técnicos autorizados por el fabricante, debe abrir las baterías. Además, si éstas hubieran sido manipuladas por personal no autorizado, la garantía se perdería automáticamente.

 

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