baterÍas recargables

7/27/2019 BATERAS RECARGABLES

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BATERAS RECARGABLES

Un vehculo elctrico se alimenta de la electricidad almacenada en grandes bateras recargables en su

interior, que permite su funcionamiento con cero emisiones en su punto de uso y sin apenas ruido, excepto elproducido por los neumticos. En la ltima dcada hemos asistido a una profunda mejora de las bateras,

reduciendo su coste y permitiendo ms ciclos de carga, a la vez que ha aumentado la capacidad de almacenamientopor unidad de peso y volumen, se ha eliminado el efecto memoria y ha aumentado su duracin. La mejora de lasbateras va a continuar, y un da s y otro tambin los medios de comunicacin (en ingls) anuncian nuevas

bateras con nuevos materiales que mejoran las prestaciones de las ya existentes, y cada vez ms empresas se

lanzan a un sector que se prev con un brillante futuro, porque las bateras sustentan y hacen posible los telfonosmviles, los ordenadores porttiles y mltiples aparatos de consumo, y la electrificacin del transporte por

carretera hoy es ya ms que una mera posibilidad.

El motor elctrico aprovecha la energa de los frenados, que normalmente se perderan a travs de ladisipacin del calor y la friccin, mejorando notablemente la eficiencia de los vehculos tradicionales, lo que lo

hace ideal para los desplazamientos urbanos. Al tener menos partes mecnicas, sus costes de operacin soninferiores. El coste del kilmetro recorrido por un vehculo elctrico, por primera vez en la historia, es igual o

inferior al de ese mismo kilmetro en un automvil convencional de gasolina o gasleo, lo que sienta las basespara iniciar un proceso de electrificacin del transporte por carretera, proceso que va a ser largo y no exento de

dificultades, y va a requerir imaginacin, voluntad y constancia para plasmarlo, pero sin duda merece la pena,porque es una opcin con muchos dividendos.

Los vehculos elctricos pueden tener slo un gran motor elctrico conectado a la transmisin, o varios

pequeos motores en cada una de las ruedas. Los vehculos elctricos con slo un motor se adaptan mejor aldiseo tradicional y permiten un motor ms potente, pero presentan algunas prdidas de eficiencia a travs de la

friccin. Los vehculos elctricos con motores en los neumticos (Michelin ya ha presentado sus prototipos) evitanmuchas de las prdidas de transmisin frente a un nico motor, pero en la actualidad son ms apropiados para

pequeos vehculos, debido a la necesidad de mayor potencia de los vehculos grandes. Las bateras se alimentan

de electricidad, que puede producirse de mltiples maneras, y su impacto fundamental es el de la propiageneracin de electricidad. Pueden recargarse en las horas valle, de menor demanda, e incluso en un futuro

deberan verter electricidad a la red en horas punta de mxima demanda (V2G). La red de distribucin existe, a

diferencia del hidrgeno, y la infraestructura bsica podra construirse en poco tiempo y sin grandes dificultades.Pero tambin hay importes desventajas e inconvenientes. En primer lugar la capacidad y el coste de las bateras.

Las bateras de in-litio mejoran la capacidad y la autonoma de los vehculos, pero son costosas. Otrosinconvenientes son las limitaciones de tamao y prestaciones de los vehculos elctricos, el tiempo de recarga de

las bateras, la ausencia actual de puntos de recarga o de cambio de bateras, y los cambios que deberan producirseen la generacin de electricidad y en la red de distribucin. No obstante, las ventajas econmicas, polticas,

sociales y ambientales a medio y largo plazo son muy superiores.

TIPOS DE BATERAS:

La clave del futuro del vehculo elctrico es la batera recargable, a la que se ha dedicado un esfuerzo

muy pequeo de investigacin, en relacin con otras tecnologas: la capacidad de almacenamiento se ha duplicado

cada diez aos, cifra que palidece ante el desarrollo de la informtica u otras tecnologas. Slo en los ltimos aos,

con el desarrollo de la telefona mvil, se ha empezado a realizar inversiones importantes, aceleradas con laprevista generalizacin del automvil elctrico a partir de 2012.

El coste de un vehculo elctrico o de un hbrido enchufable depende de la batera en un porcentaje determinante.

El tipo y la capacidad de la batera condicionan la velocidad mxima, la autonoma entre recargas, el tiempo derecarga y la duracin de la batera. Los precios de las bateras se han reducido en los ltimos aos, y lo harn an

ms a medida que aumente la demanda y se produzcan en grandes series.


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LAS PRINCIPALES TECNOLOGAS SON LAS SIGUIENTES:

PLOMO-CIDO: Los acumuladores de plomo-cido son las ms antiguas y tienen una baja relacinentre la electricidad acumulada con el peso y el volumen. Ocupan mucho espacio y pesan mucho, pero son

duraderas y de bajo coste, y se tasa de reciclaje supera el 90%. Para conseguir una autonoma de 50 km con unavelocidad punta de 70 km/h se necesiten ms de 400 kg de bateras de plomo-cido. El periodo de recarga puede

oscilar entre 8 y 10 horas.

NQUEL CADMIO (NICD): Utilizan un nodo de nquel y un ctodo de cadmio. El cadmio es unmetal pesado muy txico, por lo que han sido prohibidas por la Unin Europea. Tienen una gran duracin (ms de1.500 recargas) pero una baja densidad energtica (50 Wh/kg), adems de verse afectadas por el efecto memoria.

BATERAS DE NQUEL-HIDRURO METLICO (NIMH): Las baterasrecargables de nquel hidruro metlico es muy similar a la de nquel cadmio, pero sin el metal txico, por lo que suimpacto ambiental es muy inferior. Las bateras recargables de nquel hidruro metlico almacenan de 2 a 3 veces

ms electricidad que sus equivalentes en peso de nquel cadmio, aunque tambin se ven afectadas por el efecto

memoria, aunque en una proporcin menor. Su densidad energtica asciende a unos 80 Wh/kg.

IONES DE LITIO (LI-ION): Las bateras de iones de litio deben su desarrollo a la telefona mvil ysu desarrollo es muy reciente. Su densidad energtica asciende a unos 115 Wh/kg, y no sufren el efecto memoria.Las bateras de iones de litio se usan en telfonos mviles, ordenadores porttiles, reproductores de MP3 y

cmaras, y probablemente alimentarn la siguiente generacin de vehculos hbridos y elctricos puros conectadosa la red. A pesar de sus indudables ventajas, tambin presentan inconvenientes: sobrecalentamiento, alto coste y,

sobre todo, las reservas de litio, sujetas a una gran controversia.

BATERAS DE POLMERO DE LITIO: Es una tecnologa similar a la de iones de litio, perocon una mayor densidad de energa, diseo ultraligero (muy til para equipos ultraligeros) y una tasa de descarga

superior. Entre sus desventajas est la alta inestabilidad de las bateras si se sobrecargan y si la descarga se

produce por debajo de cierto voltaje.

BATERAS ZEBRA (NANICL): Una de las bateras recargables que ms prometen son lasconocidas como Zebra. Tienen una alta densidad energtica, pero operan en un rango de temperaturas que va de270C a 350C, lo que requiere un aislamiento. Son apropiadas en autobuses. En Stabio, en el sur del cantn del

Tesino (Suiza), se est construyendo una fbrica para producir bateras en serie. Entre sus inconvenientes, ademsde la temperatura de trabajo, estn las prdidas trmicas cuando no se usa la batera. El automvil elctrico Think

City va equipado con bateras Zebra Na-NiCl de 17,5 kWh. La distancia que un vehculo elctrico puede recorrersin recargar la batera, en los modelos actuales o de prxima fabricacin, va de 60 a 250 kilmetros. Hay que tener

en cuenta que la mayor parte de los desplazamientos diarios son inferiores a los 60 km. Un vehculo elctricoconsume de 0,12 kWh a 0,30 kWh por kilmetro; para recorrer 100 kilmetros hara falta una batera con una

capacidad de 12 kWh a 30 kWh, dependiendo del modelo.

Aunque el mercado de los vehculos elctricos est en sus inicios, ya se comercializan bicicletaselctricas, motocicletas, automviles, vehculos de reparto e incluso pequeos autobuses, como los que circulan en

Madrid, Mlaga, Segovia y otras ciudades. Entre 2010 y 2012 habr una verdadera eclosin, pues la prcticatotalidad de las empresas automovilsticas estn desarrollando vehculos totalmente elctricos o hbridos elctricos

con conexin a la red, como el Volt de General Motors.


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La generalizacin de las bateras recargables debe evitar los errores del pasado, y para ello se debe

considerar todo el ciclo de vida del producto, desde la extraccin de las materias primas al reciclaje o eliminacin,pasando por la fabricacin y la operacin, evitando o minimizando en todas las fases la contaminacin y el vertido,

y muy especialmente de metales pesados. Las tasas actuales de reciclaje de bateras de vehculos alcanzan osuperan el 90%, tasas mucho ms elevadas que las pequeas bateras empleadas en usos domsticos (menos del

10%), y que en gran parte acaban en los vertederos. Dado que el litio es totalmente reciclable, cabe esperar que las

tasas del 90% se mantengan e incluso aumenten ligeramente.

(El Automvil Elctrico) Alberto Cea, Jos Santamarta.

LAS BATERAS: Las utilizadas en vehculos elctricos son de ciclo profundo, las comunes de arranquete sirven pero solo si te las regalan o las obtienes a muy bajo costo, pues debes tener en cuenta que su duracin

ser de solo 100 a 200 siclos (carga descarga).

Si encuentras bateras econmicas de medio uso hay sistemas de recuperacin que se pueden aplicar yquizs recuperes el 80 % de la capacidad original. En el Manual tcnico de conversin hay mas informacin de

este proceso.

Las de Ciclo Profundo que pueden ser de vaso abierto, AGM o Gel pueden durar de 400 a 800 ciclossegn el rgimen de descarga. Estas caractersticas se explican mejor en el Manual tcnico de conversiones.

Estas pueden ser de 6, 8 o 12 V y su capacidad se mide en Ah lo que determina el tiempo que puede

suministrar ese consumo. Algunas llevan agua destilada cada tanto tiempo, otras son selladas y no requierenatencin. La conversin que t realices si es de bajo costo normalmente estar en el orden de 48 V o 72 V.

Para tener una idea de la cantidad de bateras necesarias en una conversin. Primero determina laautonoma mnima que necesitas. Con bateras de plomo puedes obtener unos 6 Km por kilowatt hora y tomando

en cuenta un peso aprox. de 33 Kg por KWH, para tener una autonoma de 60 Km por carga necesitas llevar entre200 y 300 kg en bateras.

Hay tecnologas mejores, como las bateras de Litio, que permiten contar con mucha energa con bajo

peso, actualmente el costo de 1 Kw de estas bateras es de 500 dlares con una tendencia a la baja. Lasautonomas con estas bateras se ven el siguiente cuadro:


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Resumiendo, un vehculo compacto para recorrer aprox. 100 Km por carga necesita unos 12 Kw de

bateras de plomo que le costaran unos 2200 dlares (nuevas). Para este vehculo un banco de bateras de Litio de10 Kw costara unos 5000 dlares.

EL CONTROLADOR DE VELOCIDAD: Es un componente de gran importancia puespermite que puedas controlar el giro de tu motor elctrico, desde muy pocas RPM hasta el mximo que pueda dar.

Los controladores reciben la CC de las bateras y producen el tipo de voltaje que determina el giro delmotor, esta alimentacin depende de la seal que le enviara tu acelerador entonces con estas distintas frecuencias y

corrientes de alimentacin el motor impulsara gradualmente a tu vehculo.

En el caso de motores de CA, los controladores no solo producen estos cambios de intensidad, tambinproducen un campo giratorio que impulsara a estos motores trifsicos, de ah su complejidad y mayor costo. En

el caso de este manual bsico nos centramos en conversiones de bajo costo y trabajaremos con motores ycontroladores de CC.

El controlador de velocidad se determina de acuerdo al motor y al banco de bateras, si estas suman 72 V

el controlador ser de 72 V y la potencia del mismo est dada por su capacidad en Ampers, encontrndose de 300,400, 450, 500 y as hasta ms de 1000 A.

Luego de identificar el motor a utilizar, usted podr ver si tambin viene el controlador (lo que resultara

un conjunto de muy bajo precio en equipos de segunda mano) o de ser necesario buscar un controlador con la

potencia justa para el funcionamiento que desea en su vehculo.

Un sistema econmico puede impulsar a un coche liviano a 60 o 70 km/h y un sistema de alto rendimiento lo

llevara a 110 o 150 Km/h.

(Manual bsico de conversin de Vehculos elctricos) Jos Belloni http://autolibre.redtienda.net

http://autolibre.blogspot.com/2009/06/autos-electricos-y-sus-nuevas.html

Hay de varias marcas y capacidades:


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CHASIS:


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