|
En una anterior nota en esta misma columna estuvimos viendo
algunos aspectos relativos a la seguridad que se deben
observar con las baterías LiPo (la denominación técnica es:
Lithium-Ion-Polymer). Después continué buscando más
información sobre ellas y obtuve lo que les transmito a
continuación.
Comparadas con las baterías que hemos venido usando durante
muchos años en aeromodelismo, a igualdad de peso estas
tienen una potencia energética superior a las Ni-Cd ó Ni-MH.
Además, a igualdad de capacidad, las baterías Li-Po son más
livianas que las Ni-Cd.
Como contrapartida, la gran desventaja de estas baterías es
que requieren un trato mucho más delicado, bajo riesgo de
deteriorarlas irreversiblemente o incluso, llegar a producir
su ignición o explosión, provocando accidentes graves. Para
resaltar este aspecto fue que en aquel momento decidí
dedicar esa primera nota sobre “los eléctricos” apuntando al
tema de la seguridad.
Ya vimos en esa nota anterior que un momento muy delicado de
las LiPo es el de la recarga, la cual siempre debe
efectuarse bajo vigilancia. En general, precisan una carga
más lenta que las de NiCd, habitualmente igual o inferior a
1C (donde C es la capacidad; una batería de 1000 mAh deberá
cargarse, como mucho a 1 A, lo que implica períodos de carga
de alrededor de una hora). Por otra parte nos encontramos
con que la carga de las baterías Li-Po no produce el pico de
tensión característico de las de Ni-Cd o NiMH al alcanzar la
máxima carga, por lo que se precisan cargadores especiales
para Li-Po; bajo ningún concepto se deberán cargar con
cargadores diseñados para Ni-Cd o Ni-MH.
Complementariamente, nunca se deberán descargar tan
profundamente como es posible hacerlo con las de Ni-Cd o Ni-MH,
bajo riesgo de deteriorar su capacidad de carga
irreversiblemente. Por ello al instalarlas en los modelos
deberán usarse controladores de velocidad (ESC) especiales
para Li-Po, que cortan la corriente al llegar a determinado
voltaje crítico.
Para seleccionar la batería LiPo más adecuada para nuestro
proyecto en particular debemos primero considerar cuales
serán los requisitos a tener en cuenta:
* Una adecuada autonomía de vuelo
* Un largo ciclo de vida
* Tamaño y peso correctos
* Capaz de entregar la correcta relación voltaje/amp
(Potencia)
Una vez establecidos los parámetros antes referidos, las
siguientes pautas nos ayudarán a distinguir los diferentes
tipos de baterías LiPo y establecer la más adecuada para
nuestros requerimientos:
|
Capacidad (mAh)
Este suele ser el número de tamaño más grande
que aparece en el envase y se mide en mAh
(miliamperios/hora). La capacidad es el primer
indicador del tamaño de las baterías. Para
simplificar las cosas podemos pensar en la
capacidad (mAh) como si fuera la cantidad de
combustible en el tanque de un modelo. Un tanque
de mayor capacidad permite mayor autonomía. Una
batería de 4000 mAh permitirá teóricamente
vuelos del doble de duración que una de mAh
2000. Una batería de 2000 mAh podría, en teoría,
alimentar durante 1 hora a un motor que exija en
forma constante 2000 miliamperios.
|
En la foto podemos
apreciar claramente que esta batería está
conformada
por 3 celdas, c/u de 3,7V totalizando 11,1V
|
Descarga (C)
La descarga es la cantidad de energía que la batería puede
entregar. Las
baterías de Li-Po, además de especificar su capacidad (en
mAh) y su número de elementos (voltaje= nx3.7), indican la
corriente máxima que son capaces de suministrar sin sufrir
daños, en múltiplos de C (capacidad). Así, una batería de
800 mAh y 15 C es capaz de suministrar una corriente máxima
de 15x0.8 A= 12 A. Lógicamente, una batería dimensionada
para proporcionar mayor corriente tiene también mayor peso y
volumen, por lo que a la hora de adquirir una batería de Li-Po
es preciso evaluar la corriente máxima que previsiblemente
llegará a exigírsela, pero sin pasarse demasiado, so pena de
incrementar innecesariamente el peso y volumen del pack.
La etiqueta típica de una batería puede mostrar 20-30C, en
este caso significa que una batería de 1000 mAh puede
descargar 20.000 constantemente o dar una descarga repentina
y corta de 10 a 20 segundos de 30 000 mAh (30A) o sea una
explosión de energía.
Una batería con mayor "C" durará más tiempo si se la
descarga a una menor tasa "C". Ejemplo: una batería de 30C
que se descarga habitualmente a un máximo de 20C tendrá un
ciclo de vida mayor que una de 20C que sea descargada
siempre a 20C.
|
En esta batería
se puede visualizar que tiene 2 celdas (tal como
indica la etiqueta), lo que totaliza 7,4V. El
rotulo revela una capacidad de 800mAh y una tasa
de descarga de 10C
|
Tensión (S)
Todas las celdas LiPo tienen un voltaje nominal
de 3.7V. Cuando está completamente cargada una
celda LiPo debe tener 4.2V y cuando se descarga
nunca debe llegar a quedar por debajo de 3V.
Usted notará que las baterías LiPo están
compuestas por múltiples celdas. Si la
rotulación de la batería es 3S esto significa
que es de 3 celdas de 3,7 V c/u, que totalizan
11.1V. Los
elementos Li-Po se pueden agrupar en serie (S),
para aumentar el voltaje total, o en paralelo
(P), para aumentar la capacidad total. El código
3S indica tres elementos conectados en serie
(3x3.7= 11.1 V); el código 4S2P indica 2 grupos
en paralelo de 4 elementos en serie (4x3.7= 14.8
V con capacidad duplicada). Como referencia, un
pack 2S equivale aproximadamente, en voltaje de
salida, a uno de 7 elementos de NiMH; un pack 3S
equivale aproximadamente a uno de 10 elementos
de NiMH.
|
|
Esta batería
tiene 2200mAh de capacidad y está conformada por
4 celdas que totalizan 14,8V. La tasa de
descarga indicada es de 45C |
Peso/Tamaño
Una batería correctamente elegida deberá encajar
dentro del respectivo compartimiento del modelo
(parece obvio pero, por su costo, conviene
tenerlo en cuenta antes de
adquirirla) y también debe permitir mantener el
CG del avión correctamente situado. Consulte la
especificación del controlador (ESC) y del motor
para asegurarse de usar la batería con el
voltaje correcto y revise las especificaciones y
posición del CG del modelo para decidir sobre el
peso y la ubicación de la batería.
Es tentador elegir la batería más grande y más
potente que su modelo pueda soportar, pero esto
va a sacrificar el rendimiento del vuelo y, si
la tensión es demasiado alta; destruir el
controlador o el motor.
|
|
Carga de las LiPo
Utilice siempre un cargador específicamente
diseñado para baterías LiPo. No se debe cargar
la batería por encima de 4.2V por célula.
(Ejemplo: 2S, nunca por encima de 8,4 V) El
cargador deberá permitir balancear (equilibrar)
la carga de todas las celdas que conforman la
batería, o sea que todas terminen con igual
voltaje (+/- cierta tolerancia).
Nunca deje una batería en proceso de carga sin
vigilancia.
Nunca se debe permitir que el voltaje de la
batería caiga por debajo de 3V por celda.
(Ejemplo: 3S, nunca por debajo de 9 V)
|
El conector corto es el que se
conecta a la salida del cargador
que se utiliza para balancear (equilibrar) las distintas celdas de la
batería. |
Como cierre conviene advertir que, como esta tecnología está
en evolución, es necesario mantenerse informado sobre las
novedades que se van produciendo.
Juan Carlos Pesce
|