Como cargar correctamente bateria li-ion

Como cargar correctamente bateria li-ion

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Las baterías eléctricas para carretillas elevadoras son muy complejas; las diferentes alternativas de baterías, como las de plomo-ácido, pueden ser enormes y pesar miles de kilos, lo que hace que el proceso de carga sea notablemente más difícil e inseguro.

En cuanto a la pregunta de si es seguro dejar la batería de su carretilla enchufada, la respuesta depende en gran medida del tipo de batería que sea. Para una batería de iones de litio con un procedimiento de carga de bajo mantenimiento y un sistema de gestión de la batería, está perfectamente bien y es mejor que dejarlas descargadas durante largos períodos. Para otros tipos de baterías, no tanto.

En este artículo, repasaremos algunas de las preguntas más frecuentes sobre la carga de las baterías de las carretillas elevadoras, discutiremos las diferencias en los procedimientos de carga de los distintos tipos de baterías y expondremos lo que los usuarios deben tener en cuenta tanto para las precauciones de seguridad como para el mantenimiento adecuado de las baterías.

El SoC o estado de carga de una batería es el nivel de carga de una batería eléctrica en relación con su capacidad, de modo que el 0% está vacío y el 100% está lleno. La forma inversa de esta métrica es el DoD o profundidad de descarga, en la que el 100% está vacío y el 0% lleno.

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El primer artículo de esta serie investigó los tipos de baterías secundarias más comunes y sus pros y contras en diferentes escenarios y aplicaciones. En el segundo artículo se analizaron los sistemas de gestión de baterías y las tareas que deben cumplir para garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de las baterías de litio recargables. Esta tercera parte de la serie presenta cómo cargar correctamente las baterías de iones de litio y LiPo para que pueda entender lo que debe hacer al implementar un circuito de carga personalizado.

Normalmente, las baterías de litio se cargan aplicando el esquema CC-CV. CC-CV significa Corriente Constante – Tensión Constante. Denota una curva de carga en la que se aplica a la batería la máxima corriente de carga permitida mientras el voltaje de la celda esté por debajo de su valor máximo, por ejemplo, 4,2 voltios. Una vez que la batería alcanza ese nivel de tensión, el controlador de carga disminuye gradualmente la corriente para mantener la batería a una tensión constante de 4,2 voltios:

En la realidad, este esquema no suele ser aplicable, y a veces incluso puede ser inseguro. Por eso, un esquema de carga más realista divide el proceso de carga en varios segmentos. En primer lugar, depende del voltaje de la célula el inicio del proceso más sofisticado. Si el voltaje de la célula es muy bajo, la carga comienza con una pequeña corriente para revivir una célula posiblemente muerta. Este método también es más seguro, ya que cargar una célula dañada demasiado rápido podría provocar un fallo potencialmente catastrófico, como un incendio de la batería.

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Si ha comprado recientemente o está investigando sobre las baterías de litio-hierro-fosfato (denominadas de litio o LiFePO4 en este blog), sabe que proporcionan más ciclos, una distribución uniforme de la entrega de energía y pesan menos que una batería de plomo-ácido (SLA) comparable. ¿Sabía que también pueden cargarse cuatro veces más rápido que las SLA? Pero, ¿cómo se carga exactamente una batería de litio?

Power Sonic recomienda seleccionar un cargador diseñado para la química de su batería. Esto significa que recomendamos utilizar un cargador de litio, como la serie de cargadores LiFe de Power Sonic, para cargar las baterías de litio.

Como aprenderá en este blog, hay muchas similitudes en los perfiles de carga de SLA y de litio. Sin embargo, hay que tener mucha precaución al utilizar cargadores SLA para cargar baterías de litio, ya que pueden dañar, infracargar o reducir la capacidad de la batería de litio con el tiempo. Hay muchas diferencias cuando se comparan las baterías de litio y las de SLA.

Volvamos a los fundamentos de cómo cargar una batería de plomo-ácido sellada. El método de carga más común es un enfoque de tres etapas: la carga inicial (corriente constante), la carga de saturación (tensión constante) y la carga de flotación.

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La carga adecuada de las baterías de iones de litio permite obtener el mejor rendimiento y la mayor vida útil. Por ello, la carga de las baterías de iones de litio se realiza normalmente en combinación con un sistema de gestión de baterías. Éste controla el nivel de carga, la descarga y los ritmos a los que pueden producirse.

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Cuando la célula o batería de iones de litio se está descargando, proporciona corriente a un circuito externo. Internamente, el ánodo libera iones de litio en un proceso de oxidación que pasan al cátodo. Los electrones de los iones que se han creado fluyen en dirección contraria, saliendo al circuito eléctrico o electrónico que se está alimentando. Los iones y los electrones se vuelven a formar en el cátodo.

Durante el ciclo de carga, las reacciones se producen en sentido inverso, con los iones de litio pasando del cátodo al ánodo a través del electrolito. Los electrones proporcionados por el circuito externo se combinan entonces con los iones de litio para proporcionar la energía eléctrica almacenada.

Desde el punto de vista de la electrónica del proceso, la carga de las baterías de iones de litio es muy diferente a la de las baterías de Ni-Cad o NiMH. No es posible utilizar los mismos circuitos electrónicos para cargarlas por diversas razones.

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