Cargadores de baterías y todo lo que debe saber sobre ellos
¿Qué es una batería?
En términos sencillos, el pack de baterías es el conjunto de más de una batería o pilas que se conectan para proporcionar una cantidad multiplicada de potencia, voltaje o, a veces, capacidad.
Las opciones de los paquetes de baterías pueden ser variadas y también pueden configurarse en paralelo, en serie o de forma mixta. Las baterías se utilizan sobre todo en los sectores de automoción, militar, radiográfico, aeroespacial, oceanográfico, médico, de juguetes eléctricos y otros.
Cómo se fabrican las baterías
Los fabricantes de material eléctrico de calidad fabrican baterías en serie, que están disponibles tanto en el mercado minorista como en Internet. Para crear una batería se necesitan conocimientos técnicos y un buen dominio de las técnicas pertinentes, y ésa es exactamente la razón por la que no se puede fabricar una en el garaje de casa. Todo el hardware que se utiliza en su proceso de fabricación incluye celdas individuales (preferiblemente idénticas), un par de interconectores de calidad, un diseño de carcasa y un sensor de temperatura.
Las interconexiones son de vital importancia, porque sin ellas, las celdas de la batería no pueden conectarse entre sí, y del mismo modo, sin sensor de temperatura, no se puede tener una detección segura del final de la carga del pack de baterías. La mayoría de las baterías contienen elementos conectados en serie.
Pero no es una regla. En el caso de las baterías con configuración en paralelo, es importante tener en cuenta el equilibrio general de la carga en el circuito mediante la instalación de cables con una configuración eléctrica diferente. Para la configuración en serie, no es un problema, ya que todas las celdas de la batería están recibiendo una cantidad igual de carga simultáneamente.
Pero en los paquetes en paralelo, necesitará reguladores de batería para controlar y reducir los voltajes de las celdas de la batería para que no alcancen el valor máximo y permitan que las celdas más débiles reciban suficiente carga. Esto se denomina equilibrado activo de la batería. En otras palabras, los reguladores de batería extraen carga de las celdas potencialmente altas a las celdas potencialmente bajas para mantener un equilibrio general de carga en el pack de baterías y conservar algo de energía.
Ventajas e inconvenientes de las baterías
Como cualquier otro dispositivo eléctrico, las baterías también tienen sus ventajas e inconvenientes. Ya se trate de su configuración química, su capacidad energética o su capacidad de almacenamiento, siempre habrá factores que deberá tener en cuenta antes de comprar una batería. Pero ahora hablaremos de los pros y los contras más destacados del uso de baterías.
Pros
La mayor ventaja por la que los expertos en electricidad recomiendan las baterías es su facilidad de uso e intercambio. Puedes cambiar fácilmente una batería completamente cargada por otra mientras la que está agotada se carga por separado. Si quieres ir sobre seguro, ten más de una batería lista para usar y nunca te quedarás sin energía útil.
La segunda ventaja es que los Battery Packs ofrecen una larga vida útil y pueden resultarle muy útiles si busca una solución de alimentación personalizada y fiable.
Los paquetes de pilas son útiles durante y después de su vida útil. Una vez que la batería caduque, podrá reciclar por separado todas las pilas que contenga, reduciendo así la cantidad de residuos eléctricos peligrosos que se producirían de otro modo.
Contras
Los paquetes de baterías se pueden templar o modificar fácilmente con una batería completamente cargada. Una carcasa de buen diseño resolverá muchos problemas similares y mantendrá las celdas de la batería fuera del alcance humano.
Las baterías deben manipularse, montarse y almacenarse con cuidado, y su manipulación entraña graves riesgos eléctricos, químicos y de incendio.
¿Cómo se carga una batería?
Lo primero es conseguir un cargador de baterías para su batería. No todas las baterías son compatibles con los cargadores comunes y acaban reduciendo su vida útil más que aumentándola. Los distintos tipos de baterías requieren prácticas de carga diferentes, pero a continuación le indicamos algunas consideraciones importantes que debe tener en cuenta al cargar su batería.
- Haga coincidir la química de su batería con la del cargador y adquiera un cargador preferiblemente con los mismos amperios que las celdas de su batería.
- Cargue siempre la batería cuando su estado de carga (SOC) sea bajo y retire el cargador de baterías cuando la batería haya alcanzado su capacidad de carga completa.
- No utilice nunca cargadores de baterías de carga lenta para baterías de NiMH y litio, ya que sólo son adecuados para baterías de plomo y NiCd.
- Es preferible cargar las baterías a temperatura ambiente, ya que la carga a bajas temperaturas puede afectar negativamente a su capacidad de almacenamiento de carga, además de provocar la corrosión del litio.
- Comprueba la temperatura de la batería mientras se carga. También puedes utilizar un sensor de temperatura para esa función. Las baterías de níquel se enfrían cuando están totalmente cargadas y se calientan cuando alcanzan la carga. Mientras que las baterías de plomo-ácido mantienen una temperatura suave durante todo el proceso.
- Su pack de baterías de litio no siempre requiere alcanzar una capacidad de carga completa, ya que funciona mejor cuando está cerca de la carga completa. Retira el cargador de baterías cuando empiece a calentarse.
¿Qué cargador necesito para una batería de litio?
Las baterías de litio, a diferencia de las baterías normales, requieren un tipo de carga de corriente constante/tensión constante (CC/CV) y, por lo tanto, son más adecuadas para ser cargadas con un cargador de baterías de litio fosfato de hierro, ya que estos cargadores están programados para funcionar con límites de tensión adecuados y utilizarán el verdadero potencial de su batería de litio.
Lo que debe tener en cuenta al comprar el mejor cargador de baterías de litio para su batería es que sus voltajes deben ser los mismos que los de la batería (20 V para baterías de 20 V) y su amperaje (A). Cuanto mayor sea el amperaje, menor será el tiempo de carga.
¿Cuánto tarda en cargarse y descargarse una batería?
Hay más de un factor que interviene en el cálculo del tiempo de carga y descarga de una batería. Pero los más importantes son la capacidad de la batería, el tipo de cargador, la potencia del cargador y la composición química de la batería. Aunque sería demasiado predecible decir que la potencia del cargador y la capacidad de la batería son directamente proporcionales entre sí y, por tanto, determinan el tiempo de carga/descarga, puedes hacer una ecuación para entenderlo mejor.
Capacidad de la batería
Por ejemplo, si tiene una batería con una capacidad de 1 Ah y está conectada a un cargador de batería de 1 amperio, el tiempo de carga estimado sería de 1 hora. Del mismo modo, si se añade la capacidad de la batería, simplemente se sumarían las horas de carga. El caso es exactamente el mismo en la descarga, excepto que la corriente fluirá en direcciones opuestas. Una batería de 10 Ah conectada a un cargador de la misma especificación tardará 10 horas en descargarse.
Corriente del cargador
El segundo factor es la capacidad del cargador de la batería. Si ya tiene en sus manos un cargador de baterías de iones de litio suministrado, conseguir la máxima velocidad de carga para su batería no debería suponerle ningún problema. Pero si todavía confía en un cargador de baterías del mercado de accesorios, el consejo es que seleccione un cargador de baterías que ofrezca 1/10 de la capacidad de su batería. Es decir, si su batería es de 10 Ah, cárguela con un cargador de batería de 1 A de capacidad. De esta manera, podrá tener la máxima velocidad de carga para su batería sin que falle o se sobrecaliente.
Química de la batería
Otro factor importante es la composición química de la batería. No comprobar la compatibilidad de la química de la batería con la disposición de carga puede llevar a resultados desastrosos. Por supuesto, estamos hablando sólo de baterías de litio, por lo que ignoramos todas las demás químicas de baterías.
En cuanto a la velocidad de carga, las baterías de litio pueden dividirse en tres subcategorías principales: cargas rápidas, rápidas y ultrarrápidas. Antes de explicar cada una de ellas por separado, vamos a asegurarnos primero de que estamos evitando por completo la carga lenta o por goteo, ya que un voltaje muy bajo puede hacer que su paquete de baterías sea inestable y conducir a la degradación.
- Carga rápida: Todos los paquetes de baterías de litio que aceptan una velocidad de carga de hasta 0,5C entran en esta categoría. Estos cargadores tardan una media de 3-4 horas en cargar la batería por completo.
- Carga rápida: El segundo tipo de litio es el que tiene una velocidad de carga masiva de hasta 1C. Aunque los expertos opinan que una velocidad de carga de entre 0,7 y 0,8 debería considerarse la máxima velocidad de carga segura para una batería, puedes asumir el riesgo calculado. El tiempo de carga, en este caso, se reduciría a alrededor de una hora.
- Carga ultrarrápida: La tercera categoría, y la más rápida, incluye los cargadores ultrarrápidos disponibles para baterías de litio. Estas baterías suelen ser de NiMH y su velocidad de carga puede variar desde 1C hasta 10C. Por no hablar de la velocidad de carga segura aconsejable. Este método de carga se utiliza sobre todo en baterías de alta potencia especialmente diseñadas y no tiene muchas aplicaciones en baterías de uso diario. El tiempo de carga puede ser de una hora o incluso menos de una hora.
¿Puedo cargar una batería de litio con un cargador normal?
Los cargadores de baterías normales, también conocidos como cargadores de baterías de plomo-ácido, utilizan voltajes más bajos y, por lo tanto, es probable que llenen 80-90-% de su batería de litio. Esto no sólo estresará la batería, sino que también afectará a su vida útil y rendimiento.
La respuesta es NO. Dado que las baterías de litio están diseñadas y requieren corrientes y voltajes específicos para funcionar en buen estado, saltarse estas normas puede tener consecuencias. Por lo tanto, se recomienda utilizar cargadores de litio adecuados para sus baterías de litio para obtener los mejores resultados.
