Baterías: dudas, que son, sus cuidados, cálculos de resistencia, etc

Abiendo un tuto sobre usos y cuidado de las lipo, os subo este tuto del "foro amigo" coches rc, que habla sobre las baterias en general, asi como de sus calculos,resistencias,dudas en general etc. Me parece un texto muy interesante


Son muchas las consultas al respecto de las famosas C, baterías, cargadores, capacidad, voltaje, etc.

Partiendo de la fórmula de la Ley de Ohm:

Voltaje = Intensidad * Resistencia.

Supuesto: Motor brushless, KV= 4.500, consumo máximo 10 amperios a 7,20 V

Partamos también que un motor que alcance mayores RPM tiene mayor consumo.

Ese motor entregará 4500 revoluciones por voltio. Para una batería "ideal" NiMH que suministre 7.20 voltios constantes, el motor girará como mucho a 32.400 RPM, y consumirá como mucho 10 amperios en vacio. Para una batería "ideal" Lipo que suministre 7.40 voltios constantes, el motor girará como mucho a 33.300 RPM, y consumirá como mucho 10,28 amperios en vacio (siempre y cuando no nos pasemos del valor de C, que más adelante explicaré).

Es decir, que permaneciendo constante el voltaje (gas a fondo), el motor en vacio siempre consumirá 10 amperios, ya que la resistencia permanecerá constante (no cambiamos el cableado).

¿Un motor anda más con unas 4800 que con unas 4200, suministrando ambas el mismo voltaje? FALSO.

De supuesto anterior, el motor en vacio consumirá exactamente lo mismo, es decir, 10 A, y girará como máximo a 32.400 RPM. Lo único es que si el consumo son 10, con las 4800 podrá estar a gas a fondo durante 28,80 minutos, y con las 4200 lo estará a 25,20 minutos.
El tema es que posiblemente las 4800 estén algo más evolucionadas que las 4200, y suministren un poco más de voltaje.

¿En qué se diferencian unas 4800 de unas 4200?

4800 es la capacidad en miliamperios (mA) que tienen. Haciendo una regla de 3 podremos calcular cuánto durará la pila teoricamente conociendo el consumo. Por ejemplo, un motor que consume 10 A tarda 28,80 minutos en vaciarla. Por eso, igualando el consumo, con unas 4800 estaremos durante más tiempo que con unas 4200.
Como ayuda, multiplicaremos la capacidad de las baterías dividido entre 1000 para pasarlo a amperios, y lo que nos de lo multiplicamos por 60 y lo dividimos entre el consumo del motor, y hallaremos los minutos que podremos estar rodando con ese consumo teorico.

¿Pueden hacer andar más un coche unas 4200 que unas 4800? VERDADERO.

Las baterías entregan voltaje según la carga que le dimos. Una carga a 3,5 A hará que las baterías entreguen menos voltaje con el consumo de los 10 A, que unas baterías que se hayan cargado a 5 A. Y si suministran más voltaje, hemos quedado que el motor andará más. Por ejemplo, si las cargamos a 3,5 A, pueden que suministren solo 7 voltios a 10 A de descarga (31.500 RPM), y si las cargamos a 5 A, pueden que suministren 7,20 V a 10 A (32.400 RPM).

¿Qué es el C?

Del ejemplo anterior, el motor consumirá como mucho 10 A en vacio. Pero en situaciones reales hay factores que incrementan ese consumo: aceleración, peso del coche, barro, resistencia al aire, que pueden llegar a elevar el consumo del coche a 50 o incluso 100 amperios.

Cuando hablamos de C, 2C, 20C, estamos hablando de la relación que tiene una batería con la intensidad máximo permitida, sin dañarse. Por eso a mayor consumo, necesitaremos más Ces. Y a mayor C, mayor capacidad de amperaje de carga (por eso tardan menos en cargarse).

Unas 5000 mA, 10C, significa que admitira como mucho un consumo de 50 amperios. Es decir, que podremos montar un motor que montado en un coche que como mucho consuma 50 amperios, teniendo en cuenta los factores antes mencionados.

¿Qué hacemos para evitar pasarnos del C?

Los variadores específicos para BATERIAS "peligrosas" donde no debemos sobrepasar ese C, tienen un circuito de corte para evitarlo. Por eso las Lipo deben usar variadores específicos, que deben ser programados conforme al valor del C que nos de el fabricante de la batería. Normalmente se ajusta el voltaje, pero ya sabemos lo de la fórmula V=I*R. Igualmente, el variador debe permitir, en el caso de las Lipo, que éstas no queden con un voltaje inferior al indicado por el fabricante.

¿Por qué anda más una 20C que una 10C?

No anda más. Tenemos 2 supuestos. Cambiar de motor por uno de mayor consumo, que no lo soporten las 10C pero sí las 20C, y entonces el variador nos está limitando el motor. Y el otro caso es que nos hayamos pasado de motor, y el variador nos lo esté limitando, pero al montar las 20C, el variador nos limitará por un consumo por encima.

¿Qué sería lo ideal?

Que estuviese equilibrada la balanza del motor con las baterías que queremos montar, para aguantar sobre 8 minutos, es decir, lo máximo que dura una final con un aborto de salida.

¿Cómo hago andar más un motor?

Para obtener mayor velocidad punta, tendrémos que alargar el desarrollo, y/o aumentar los grados del avance, pero sin pasarnos del C de la batería.

Otra opción en montar PILAS seleccionadas o de mejor calidad, que en las primeras cargas suministrarán mayor voltaje.

Y finalmente, incrementando los amperios de carga de la batería.

¿Cómo hago para estar más tiempo con el coche?

Acortar desarrollo y/o reducir los grados del avance o montando baterías con mayor capacidad. Y recordad que cargando a menos amperios, la batería cargará mayor capacidad.

¿Que diferencia hay entre Ni-Cad, Ni-MH y Lipo

Es la composición química de la batería. Están ordenadas por antigüedad, siendo las LiPo la última generación.
Las NiCad entregaban mayor voltaje que las NiMH, pero tenían menor capacidad, y sólo podían cargarse una vez al día, dejandolas reposar 24 horas totalmente descargadas (0.9 V/elemento) durante 24 horas. Tenían bastante efecto memoría.
Las NiMH significaron un aumento de la capacidad, a costa de reducir el voltaje, aunque han evolucionado poco a poco hasta alcanzar el mismo que las NiCad. Pueden almacenarse con carga, y apenas tienen efecto memoría. Actualmente son las más utilizadas en competición. Pueden cargarse varias veces al día, y con cada carga/descarga aumentan sus facultades (superior voltaje, aunque inferior capacidad). Hay que respetar una hora entre la descarga y la carga, y sobre todo que estén a temperatura ambiente. En la carga no deben superar los 40ºC, o hierven y pierden facultades.
Los 2 tipos anteriores suministraban voltaje de más a menos durante su descarga.
Las Lipo suponen un avance significativo. Con menor peso, suministran más voltaje (0,20 voltios por pack), y al ocupar menos, podemos meter más capacidad en el mismo espacio que ocupaban las NiMH. Tienen la ventaja de suministrar teóricamente un voltaje más constante. Tiene varios inconvenientes, que por razones de seguridad no las permiten estar aún homologadas en competición (a parte del superior voltaje). Como su recubrimiento no está blindado, dado que se hinchan y se deshinchan en su carga y descarga, su recubrimiento es de papel; esto significa que con cualquier roce el contenido puede escapar. Igualmente, durante su funcionamiento (carga o descarga), se producen gases que son combustibles. De ahí que una Lipo en el momento de romper el papel durante su funcionamiento (por roce con una piedra o por explosión al pasarnos de su C) suelte gases que al contacto con el aire deflagran, produciendo una llama muy peligrosa para el público, y fatal para el coche.

Artículo sobre seguridad de las Lipo: http://klaudius.free.fr/lipo.htm

¿Cómo debo cargar las baterías?

Ni-CaD: Carga por pulsos, delta peak 20 mV/pack, sobre 4-4,5 A, trickle on.
Ni-MH: Carga lineal, delta peak 5-8 mV/pack, sobre 5-6 A. Trickle off.
Lipo: Cargador específico, y seguir las instrucciones del fabricante.

¿Qué significa que unas baterías están seleccionadas?

No todos los elementos fabricados dan los mismos valores en la descarga. Como los packs los componen 6 baterías, es normal que haya un desequilibrio entre sus elementos, y eso afecta a su rendimiento, reduciendo su capacidad de carga y descarga, y puesto que la mayoría de los cargadores cargan por los 2 extremos del pack, y no elemento a elemento, los fabricante ofrecen pack seleccionados.
En los pack seleccionados, todos los elementos tienen más o menos los mismos valores de capacidad y voltaje. Cuanto mayor es la descarga a la que se han seleccionado, más difícil es encontrar elementos iguales, de ahí que sean más caros los pack selecionados a 30A que a 20A. Igualmente, cuanto mayor es la equidad entre los elementos, mayor es el precio.
Evidentemente, los elementos suelen acostumbrarse a lo que tengan de compañero. Es decir, que si un elemento está rodeado de otros 2 peores, al final "lo malo abunda" y "todo se pega menos lo bonito", igualandose a partir de la 10 carga, aproximadamente.
Por eso los pack seleccionados se utilizan en alta competición, porque allí se estrenan los pack en cada manga, y necesitan tener lo mejor.
Eso sí, a partir de la 10ª carga, como el pack suele equipararse, si utilizamos correctamente los cargadores, los ecualizadores, y los tiempos de reposo entre descarga y carga, un pack sin seleccionar puede igualar con el tiempo a un pack seleccionado.
Aunque también un pack no seleccionado puede tener algún elemento que vaya "viciando a los demás" y desequilibrando la balanza, perjudicando al resultado final. Normalmente los elementos de los extremos son los primeros en cargarse y descargarse, y podemos encontrarnos packs con poco rendimiento.

salu2