Informacion Sobre Baterias

7/22/2019 Informacion Sobre Baterias

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Bateras

Introduccin

Ya que se habla de pilas y bateras, los tminos correctos son:

Pilas: son las no recargables. No se consideran aqu, y engeneral no son utilizadas en automodlismo.

Bateras: son las recargables, con generalidad de nquel-cadmio (NiCd) o nquel-metal (NiMH). El cadmio escontaminante, por lo que las bateras de NiCd debendesecharse en sitios adecuados.

Con dichas bateras construiremos paquetes, soldando las bateras enserie (positivo con negativo) e introducindolas en funda termo-retrctil (a poder ser transparente). Puede que el paquete nos vengaya construido, pero en todo caso podemos ver aqu diversas formasde hacer el paquete. Asimismo, el uso de bateras en coches R/Cpuede ser de:

Demanda baja: emisora, receptor y servos convencionales.Las bateras usadas son de entre 500 y 1200 mAh en NiCd, yentre 750 y 2500 mAh en NiMH. Los paquetes son de 8 baterasen emisoras, y se recomiendan 5 para receptor y servos (los

servos limitados a 4.8V de alimentacin no son recomendablespara coches R/C).

Demanda media: servos (y receptor) en coches 1/5 y 1/4(maxiservos), con elementos de entre 1.7 y 2 AH, asimismo enpaquetes de cinco elementos.

Demanda alta: traccin en elctricos, que adicionalmentealimentan receptor, ESC y servo de direccin. Por reglamento,el paquete de bateras es de hasta 6 elementos de hasta 3600mAh (NiMH). En Mini RC se suelen utilizar bateras de LiPo deentre 1600 y 2200 mAh.

Asimismo, se ha hecho general el chispmetro con batera de NiCdde entre 2 y 4 Ah. Y, como se ha explicado en las pginas sobreradio, los reguladores electrnicos de velocidad (ESC o "electronicspeed controller") en coches elctricos incorporan un regulador detensin para a partir de la tensin del paquete de seis elementosgenerar la alimentacin de receptor y servo (6V).

No se consideran aqu las bateras usadas en arrancadores demotores de explosin (sin tirador) para escalas de 1/8 y 1/10, de 3.5

a 2.1 cc. Aunque es posible usar bateras de coche escala 1/1, sonsuficientes las de plomo-cido selladas ("sealed lead-acid" o SLA) con


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capacidad de unos 7 Ah, similares a las de la figura, y decaractersticas:

Constitudas por 6 elementos, cada uno de los cuales da 2.3V aplena carga, por lo que la tensin a mxima carga es de 13.8V.

Capacidad aproximada 7 Ah segn marca y modelo. Dimensiones 151x65x94 mm, sin incluir terminales. Peso 2.6 Kp. Terminales tipo "Faston". Se cargan con cargador de batera de coche, a intensidad

aproximada de 1 A. Si no se usan, debido a su descarga natural, se recomienda se

recarguen cada seis meses para evitar su sulfatacin.

En todo lo anterior, la capacidad de la batera se mide en mAh(miliamperios-hora) o AH (amperios-hora). Por ejemplo, un elementode 2 AH puede estar, idealmente y si se carga plenamente, 2 horassuministrando 1 amperio, 4 horas suministrando 0.5 amperios.

Los principales tamaos en bateras de NiCd son:

Ancho (mm) Alto (mm)

AAA (50) 10 15

AAA (110) 14 16,5

N (150) 11,5 28,5

AAA (200) 10 43,5

AE (225) 16,5 16,5

AA (270) 14 29,5

AE (600) 16,5 28

AA (600) 14 49,5


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SC (650) 22 26

AAE (750) 14 49,5

AE (1000) 16,5 42

AE (1200) 16,5 48,5SC (1300) 22 42

C (2000) 25 49

D (4400) 32 60

F (7000) 32 90

Los tamaos usuales en automodelismo son:

AAA en NiMH en capacidades entre 600 y 900 mAh, parareceptores y traccin en Mini RC. Pueden usarse, asimismo,para receptores y servos en general.

AA en capacidades entre 500 y 1200 mAh en NiCd y hasta2400 mAh en NiMH, para emisoras, receptores y servos.

SC en capacidades entre 1300 y 2400 mAh en NiCd y hasta3700 mAh en NiMH para traccin en elctricos.

C, D y E en chispmetros.Los tamaos pequeos pueden tener uso en eliminatorias de cochesde explosin, para reducir peso y mejorar tiempo.

Aparte de la traccin por bateras en coches escala 1/1, la traccin encoches elctricos es, junto con los ordenadores personales, lascmaras de vdeo y los telfonos mviles, uno de los campos quesuponen mayor demanda para las bateras de NiCd y NiMH quellegan a ser muy especiales. En los otros campos se utilizan otrostipos de bateras recargables (litio-in o LiIo etc), con ms capacidadpor volumen, pero estas tecnologas no tienen los requisitossuficientes para ser usadas an automodelismo, particularmente entraccin. Por contra, las bateras de NiCd sufren el "efecto memoria".

En general, la tensin de un elementode NiCd o NiMH vara entre:

1.4V a plena carga, lo que sirveen carga para detectar su fin.

Baja rpidamente a 1.2V trasiniciar su descarga.

Se mantiene a 1.2V durante sudescarga.

Al alcanzar la descarga, su


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tensin cae rpidamente.

Las bateras de NiCd y NiMH tienen caractersticas elctricasinteresantes:

Baja resistencia de salida, lo que implica que suministrenalta corriente al descargarse.

Buen rendimiento: prcticamente, toda la energasuministrada hasta plena carga se recupera en la descarga.

Es comn su fallo dando tensin nula, pero no circuitoabierto, por lo que en caso de este fallo el paquete de baterasseguir alimentando su carga, pero con un elemento menos (nonos deja totalmente tirados).

Es importante la autodescarga que se produce en ambos tipos debateras, lo que implica que deban cargarse justo antes de cadacompeticin:

1% diario en NiCd, por lo que pueden descargarsecompletamente en unos 100 das.

1.5% diario en NiMH, por lo que pueden descargarsecompletamente en unos 75 das.

La vida til de ambos tipos de bateras es de unos 1000 ciclos de

carga-descarga, aunque depende mucho de si se abusa de la cargarpida, particularmente en NiMH.

Sin embargo, la potencia de un coche elctrico, a pesar de susbuenas caractersticas de aceleracin y velocidad, est, al igual queen coches escala 1/1, muy lejos de la alcanzada en coches decombustible lquido. Y aunque la autonoma de un paquete debateras es comparable a la duracin de un depsito en coches demetanol, la facilidad de repostaje no es comparable, y la necesidaddel proceso de carga de las bateras no tiene concepto equipolente enlos combustibles lquidos; comprese en coches elctricos escala 1/1la larga carga de bateras nocturna con la simple operacin de llenarel depsito en un surtidor.

La carga puede ser:

Lenta: tambin denominada carga por goteo o "tricklecharge", es la carga a C/10; por ejemplo, un elemento de 600mAH puede cargarse en unas 14 horas a 60 mA. En general,podemos dejar casi indefinidamente el elemento en carga lenta,aunque si el tiempo es excesivo puede finalizarse con tensin

total ligeramente reducida, aunque esto se recupera alsiguiente ciclo descarga-carga.


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Rpida: se controla con precisin el fin de la carga, y sedetiene la misma antes de la sobrecarga. En general, se utilizancargadores rpidos tipo "delta peak", que detectan laelevacin de tensin e inmediata bajada que se produce antesde la sobrecarga. Son comunes los cargadores inteligentes,

programables para cada tipo de batera (NiCd, NiMH, LiPo, Li-ion, Pb, etc).

Asimismo, la forma de onda de la corriente de carga puede ser:

Constante. Pulsante. Pulsante con descarga.

Recomendaciones generales de uso debateras NiCd y NiMH

Utilizar si es posible slo elementos con lengeta, que nosfacilitarn su soldadura.

No cortocircuitar: el exceso de corriente las daa. Slo utilizar paquetes slidos y bien sujetos al coche. No sobrecargar: un elemento no puede admitir ms carga que

aqulla para la que ha sido diseado. El exceso se transformar

en calor. En sobrecarga se produce oxgeno, que puede hacerque se abra una vlvula de seguridad en el elemento y sepierda; si esto ocurre frecuentemente, el elemento perderrendimiento. El oxgeno que permanece internamente puedeser recombinado tras un proceso lento (que explica, porejemplo, el que el elemento se enfre lentamente tras unasobrecarga). Los elementos de un paquete deben ser iguales yempezar su carga en el mismo estado de carga (en caso deduda deben descargarse el paquete).

Evitar su calentamiento. La sobrecarga calentar elelemento, lo que puede daar sus componentes internos.Adems, un elemento caliente no admite toda su carga. Portanto, un paquete recin utilizado en carrera, y por tantocaliente, debe ser enfriado antes de cargarlo (puede utilizarsehielo o un ventilador), aunque un exceso de fro no esrecomendable pues la resistencia interna del elemento subeconsiderablemente.

Controlar el fin del proceso de carga, a ser posiblehacindolo en fro (hielo o ventilador).

Si se cargan bateras conectadas en serie (caso normal) debenestar en similar estado de carga o descargadas. Si nofuera as, deben descargarse, o cargarse a carga lenta.


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No sobredescargar. Si ello ocurre (descarga profunda) sedebe hacer una carga lenta del elemento (0.1C) durante 14horas. Se produce sobredescarga si la tensin del elementobaja hasta:

o 0.85V en NiCd.o 1.0V en NiMH.

Usar slo elementos iguales entre s en el paquete. Si unelemento se descarga antes que los dems, stos continuarnforzando el paso de corriente, lo que produce unasobredescarga del elemento, que de hecho hace que elelemento invierta su tensin (polarizacin inversa) y puededestruirse fcilmente. En sobredescarga se desprendehidrgeno, pero ste no se recombina; slo se libera en caso deapertura de vlvula.

El elemento en negro, por sobredescarga,est en polarizacin inversa.

Almacenar descargadas. La descarga del paquete debe evitarla polarizacin inversa, lo que puede hacerse por:

o Descarga individual.o Controlando la tensin total del paquete. Muchos

cargadores incluyen funcin de descarga programable, talcomo cortarla a una determinada tensin por elemento.Por ejemplo, si se programa el corte a 1V por elementoen un paquete de 6 elementos, con seguridad ningnelemento llegar a polarizacin inversa.

Aspectos distintivos del cuidado de bateras de NiCd y NiMH

NiCd NiMH

Carga Poco sensiblesSensibles. La corriente decarga lenta debe serreducida.

Uso

Para traccin, debelimitarse a dos usos alda, con al menos 4horas de intervalo parasu completoenfriamiento antes dela carga previa al

segundo uso.

Para traccin, debelimitarse a tres usos alda, con al menos 3 horasde intervalo para sucompleto enfriamientoantes cada carga.

Descarga Debido al efecto Despus de su uso,


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memoria, debendescargarse despus desu uso. Puedendescargarseindividualmenteindefinidamente conresistencia.

pueden descargarseindividualmente conresistencia hasta alcanzar1V, pero no convienedescargarlasindefinidamente.

AlmacenamientoDeben almacenarsecompletamentedescargadas.

Pueden almacenarsecompletamentedescargadas. Si no se hanusado durante variassemanas, se recomiendaun ciclo carga/descarga elda anterior a ser usadasnuevamente.

Excepto en el caso del chispmetro, los paquetes de bateras queusemos se dispondrn en general conectando bateras individuales enserie (el positivo de una se soldar al negativo de la siguiente; lospolos no soldados de la primera y la ltima sern los polos delpaquete), lo que sumar sus voltajes. Ser difcil que las bateras sonidnticas, y estn en el mismo estado de carga, por lo quedeberemos tener en cuenta:

El cargador debe detectar en el proceso de carga el "deltapeak" en la suma de tensiones, lo cual no se producir entodas las bateras a la vez. Por tanto, cuantos menos elementosen serie carguemos a la vez, mejor (aunque el cargador admitacargar 12 elementos, no cargaremos en serie dos paquetes debateras usadas en traccin de coches elctricos, por ejemplo).

En la descarga deberemos evitar la sobredescarga, lo quepuede destruir un elemento por polarizacin inversa,particularmente en los paquetes empleados en la emisora.

Preparacin del paquete de bateras.

Como se ha dicho, es posible que adquiramos un paquete de baterasya ensamblado; para traccin en elctricos esto es lo comn, ya queel fabricante selecciona y caracteriza individualmente cada batera.Podemos ver en la seccin trucos, diversas formas de hacer elpaquete. Los tamaos empleados en general son AAA, AA y AE en1/10 y 1/8, y AA y SC en Gran Escala. Los paquetes son de cincoelementos conectados en serie, con tensin nominal de 6V,

compatible con receptor y servos. Ntese que si alimentamos un"transponder" personal (PT), la tensin en ningn momento debe


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bajar de 4V. Si nos construmos nosotros mismos el paquete, engeneral procederemos segn las figuras:

En la imagen aparece un paquete soldado de cinco bateras de NiMHtamao AAA, apropiadas para alimentar receptor y servos en escalas1/10 y 1/8 con motor de explosin, que se envolvern con fundatermorretrctil:

Las bateras deben tener lengeta, lo que facilitar lasoldadura, evitando calentar en exceso las bateras al soldarlasentre s.

Las bateras se sueldan en serie, soldando positivo connegativo.

El conector debe ser hembra, de modo que los terminalesqueden protegidos. En la figura se emplea un conector deservo, por lo que el cable blanco no se usa, aunque debeemplearse como protector de positivo y negativo, dando coca(sobrante) a stos, y pegndo el cable blanco con cianocrilato auna batera, de forma que sea l el quede tirante.

Se seguir la convencin habitual: rojo positivo y negro (u otrocolor oscuro) negativo. La disposicin depende del fabricante(en la figura Futaba).

Las bateras se pegarn entre s con cianocrilato.


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En el caso de bateras de traccin de coches elctricos, las figurasindican los conectores y patillas Molex usados universalmente tantoen el cargador como en el paquete de bateras, y la polaridad de losterminales.

El polo positivo lleva cable rojo, y el negativo lleva cable negro.

Las referencias Molex de conectores y patillas se indican en la figura.


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Basta un secapelo para calentar la funda y que se contraiga contra

las bateras.

Finalmente, se cortar la funda sobrante y se sellar el paquete enambos extremos con silicona.


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Deteccin del fin de la carga

Puede hacerse por:

Tiempo: mtodo muy poco fiable. Temperatura: adems del problema del sensor, requiere

comenzar la carga con los elementos fros (lo cual, como se hadicho, se recomienda).

Por elevacin de voltaje (cargador "delta peak"). Elcargador debe medir con precisin la tensin del paquete segnla grfica expuesta antes. El momento en que la tensin sufreuna alta elevacin y baja ligeramente marca el fin de la carga.Ntese que si se cargan bateras en serie en desigual estado decarga puede no detectarse el pico de tensin.

Efecto memoria

Se presenta en bateras de NiCd, y no en otras. Se manifiesta de tresformas:

Por sobrecarga: si un elemento se ha sobrecargado, osometido a carga lenta durante tiempo excesivo, da un voltajemenor al final del ciclo.

Si repetidamente no se agota su carga antes de larecarga del elemento. El elemento "recuerda" que no estsiendo agotado, y baja su tensin a alrededor de 1V en el puntoen que se suele terminar de usar, aunque an le quede carga.El efecto prctico se manifestara haciendo repetidamentemangas de 5 minutos (no llegando a agotar la carga), conrecarga entre mangas; si entonces intentamos una manga de 8minutos, a los 5 minutos bajar considerablemente la tensin,que ser baja en los ltimos 3 minutos. La solucin es unadescarga completa (no ms all de donde pierda carga

completamente el primer elemento en hacerlo) y cargarnuevamente.

Por carga reciente: tras carga completa, el elemento da alinicio de la descarga una tensin ligeramente superior. Puedeaprovecharse esto dejando el ltimo minuto o dos de la cargapara justo antes de empezar la carrera.

La recomendacin general para evitar el efecto memoria es ladescarga completa de las bateras. Lo ideal sera una descargaindividual de cada elemento, slo factible si en el paquete se han

previsto accesos a los polos de todos ellos; en este caso, cadaelemento podra descargarse con una resistencia, y se evitara la


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polarizacin inversa en todos ellos. Si no es as, debemos limitar el finde la descarga cuando la tensin total haya bajado suficientemente(tal como a 1.1V por elemento). Existen descargadores especialesque realizan esta funcin, o incluso es programable la tensin a laque se interrumpe la descarga.

Ntese que en bateras de NiMH no se produce efecto memoria. Noobstante, cada fabricante puede tener su propia recomendacin sobresi conviene o no dejarlas cargadas, parcialmente cargadas odescargadas tras su uso; una recomendacin con carcter generalpara NiMH es almacenarlas con algo de carga.

Bateras usadas para traccin de coches

elctricos

Las bateras usadas para traccin en automodelismo requieren unestudio aparte. En la prctica, slo hay un fabricante (Sanyo),aunque Panasonic ha intentado suministrar elementos (baterasmoradas). Sanyo selecciona los elementos que cumplen los requisitospara ser usados en traccin, y los que no cumplen se destinan a otroscampos donde el uso es ms convencional. Los paquetes songeneralmente de 6 bateras en serie (agrupadas de tres en tres ojuntas), lo que da una tensin total nominal de 7.2V (8.4V a plenacarga), siendo las carreras a 5 minutos ms ltima vuelta. Enelctricos pista escala 1/12 los paquetes son de cuatro bateras con4.8V de tensin nominal, y las carreras son a 8 minutos ms ltimavuelta.

El tamao de estos elementos es Sub-C, por lo que en ladenominacin convencional de estas bateras aparece "SC".Asimismo, el color del elemento indica las prestaciones tericas delmismo.

Los tipos principales en NiCd han sido:

SCR: rojas, 1400 mAH, voltaje de descarga alto, bajaresistencia ("R"), slidas (admiten muchos cicloscarga/descarga).

SCE: amarillas, 1700 mAH, mayor capacidad ("E" de energa),mayor resistencia interna, delicadas en cuanto a lacarga/descarga (requieren un considerable tiempo de reposoantes de cargar nuevamente. En desuso.

SCRC: negras, sntesis de SCR y SCE (baja resistencia de lasSCR y alta capacidad y solidez de las SCE). "RC" significaadecuadas para radio-control.


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SCRC-SP: "special production", serie especial posterior a lasSCRC.

SCRC-2000: azul claro, 2000 mAH. Aparecieron hacia 1997 yse homologaron para competicin poco despus.

En los elementos que veamos seleccionados para competicin de altonivel, veremos por ejemplo indicados en etiqueta los segundos quedura con descarga a 20A, y corte a 0.9V, que debe superar laduracin de una manga (5 minutos). Otras veces se parametriza adescarga de 25 30A y corte a 0.85 0.80V. Existen cargadoresespecializados tipo ordenador, donde los paquetes se pueden cargarptimamente y comprobar si en descarga se siguen cumpliendo lascaractersticas del elemento.

Los ensambladores de paquetes destinados a traccin en

automodelismo seleccionan y aparean elementos, produciendopaquetes destinados a competicin de alto nivel. Adems, sometenlos elementos a ciclos de carga/descarga (normalmente cinco,descargando individualmente los elementos a 20A 30A segn elensamblador). Este ciclado asegura que los elementos "dbiles"quedan apartados, particularmente con descargas a 30A. Inclusoalgunos ensambladores caracterizan los paquetes para todo terreno(mayor tensin media de descarga) o pista (mayor capacidad). Contodo ello, se explica la diferencia de precio de paquetes de bateras.

Los paquetes deben hacerse con funda termo-retrctil transparentede modo que podamos ver el elemento. Las lengetas que unen enserie los elementos son asimismo especiales y de gran solidez, y sonpiezas separadas de la batera, soldadas con estao. Puede preverseagujeros en el termo-retrctil para la descarga individual de loselementos. Y dado que las pletinas de conexin de elementos sonmuy slidas, se suele prescindir de la funda termo-retrctil si elpaquete es en dos partes (3+3).

Modernamente, existen elementos NiMH-3000 y NiMH-3300(nquel-hidruro de metal, 3000 3300 mAH) que se han popularizadopara traccin en automodelismo, y las han sustitudo en competicin.Las ventajas que presentan frente a las de NiCd son:

Mayor capacidad a igualdad de volumen, en torno al 50%. Sin efecto memoria. No son contaminantes.

Las desventajas son:

Resistencia interna ligeramente mayor.


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Son ms delicadas para cargar; por ejemplo, si la carga lentaen NiCd es como muy baja C/10, en NiMH es de C/20, y dehecho en muchos cargadores se avisa "slo NiCd".

Aunque en NiCd los principales fabricantes han sido Sanyo y

Panasonic, han aparecido ms fabricantes en NiMH. Las baterasaprobadas por EFRA para traccin en elctricos de NiMH decapacidad en torno a 3600-3700 mAh para 2005 son:

Fabricante Modelo Elemento

Gold Peak GP370SCHR

Gold Peak GP370SCHC

VTEC SC-3700UP

Sanyo RC-3600HV

Intellect IB 3600

Como se ha dicho, y si se las carga adecuadamente, las bateras deNiMH en formato AAA y AA y otros tienen aplicacin en emisoras yreceptores, por su mayor capacidad a igual volumen. La tensin desalida de elementos NiMH es equivalente a la obtenida con NiCd. Laelevacin de tensin indicada en NiCd tambin se produce en NiMH.El "efecto memoria" de los elementos de NiCd no se manifiesta enNiMH. Ello permite:


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En Mini RC se emplean bateras de NiMH en formato AAA paratraccin , en capacidades de 750 a 900 mAh, (o bien baterasde LiPo).

En escalas intermedias, podemos emplear bateras de NiMH enformato AAA para receptores y servos en capacidades de 750 a

1000 mAh, con considerable ahorro de peso y tamao respectoa las de NiCd.

En Gran Escala, podemos emplear bateras de NiMH en formatoAA para receptores y servos en capacidades de 2000 a 2500mAh, con considerable ahorro de peso y tamao respecto a lasde NiCd.

En la emisora, podemos emplear bateras de NiMH en formatoAA en capacidades de 2000 a 2500 mAh, con considerableganancia en capacidad respecto a las de NiCd, o bien baterasde LiPo con un considerable ahorro de peso.

Una importante evolucin a partir del ao 2001 relacionada con lasbateras es la aparicin de los motores elctricos de corrientecontinua sin colector, especficos de radiocontrol, que por su superiorrendimiento al prescindir del colector darn lugar a un aumento deprestaciones y mayor autonoma en las bateras.

Bateras de polmero de litio (LiPo).

Aunque en otros campos son ms comunes las bateras de litio-in(LiIo), en automodelismo se han popularizado las bateras de tipoLiPo.

En el ao 2000 una compaa coreana (Kokam) comienza a fabricarbateras de polmero de litio (LiPo). Los elementos de LiPo tienencomo caractersticas fundamentales:

Tensin nominal: 3.7V. Por tanto, un paquetede traccin para elctricos se construir con doselementos LiPo, y un paquete destinado a laemisora con tres.

Gran ligereza, lo que les hace ideales para elvuelo elctrico y para Mini RC en las escalas1/16 a 1/18, particularmente usando motoressin colector.

Pueden combinarse en serie y paralelo,aunque requieren acondicionamiento(equilibrado) para ello. Es posible que en la

descripcin de estas bateras veamos trminoscomo 2S2P, 3S2P, que indican los elementos Elemento LiPo
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en serie y paralelo en un paquete. Impedancia baja, similar a NiCd o NiMH, lo

que las hace adecuadas para traccin Admiten fuerte descarga (hasta 15-20C), lo que

igualmente las hace apropiadas para traccin. Sin efecto memoria de bateras de NiCd. No son contaminantes como las bateras de

NiCd. Si se van a desechar se recomienda unadescarga completa con resistencia, lo que lasdestruye.

Forma ortodrica con altura de pocosmilmetros, lo que en coches permite bajar elcentro de gravedad. Por ejemplo:

o Elemento de C=340 mAh: mide 3x30x55mm y pesa 10 pondios.

o Elemento de C=1050 mAh: mide 5x35x62mm y pesa 20 pondios.

o Elemento de C=2100 mAh: mide4.2x55x85 mm y pesa 40 pondios.

o Elemento de C=2670 mAh: mide4.55x64x95 mm y pesa 54 pondios.

Admite carga rpida (hasta 1C; para C=1500mAh ello supone 1.5A) y fuerte descarga (hasta15C-20C).

Requieren cargadores especiales,caracterizados "LiPo". En el proceso de cargano se manifiesta el pico de tensin que apareceen bateras de NiCd o NiMH, por lo que loscargadores tipo "delta peak" son intiles paraLiPo. Son recomendables aquellos que permitendefinir el nmero de elementos en serie (engeneral, 2 3). En general, carganrpidamente al principio, y terminan con cargalenta. Un elemento se supone completamentecargado cuando su tensin alcanza 4.235V, por

lo que la secuencia de carga, que supone quelos elementos estn equilibrados, puede ser:o Cargar a 1C hasta que la tensin alcance

el 90% de la carga mxima (unos 3.8Vpor elemento).

o Cargar a 0.1C hasta que se alcance lacarga mxima (4.235V por elemento).

Baja autodescarga, en torno al 0.2% diario. Vida til de unos 500 ciclos de carga-

descarga. En su uso no deben sobrepasar los 70C. Se deben almacenar a media carga (3.5 a

3.8V por elemento) en sitio fresco.
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La descarga por debajo de 3V (sin carga) 2.5V (en carga) puede daarlas.

Este tipo de bateras tanto la carga como la descarga han de

realizarse con gran cuidado:

Si el paquete va a ser utilizado con tasas de descargasuperiores a 2C (caso normal de traccin, no en paquetes paraemisora), se recomienda hacer dos o tres ciclos de carga ydescarga a 1C antes de utilizarlo, y asimismo si el paquete haestado almacenado un largo tiempo.

Se recomienda equilibrar el paquete antes de utilizarlo(posiblemente ya hecho por el ensamblador del paquete), yperidicamente. Bsicamente, este proceso iguala tensiones de

elementos o grupos de elementos dispuestos en serie, de formaque el cargador pueda detectar fin de carga simultneo.Requiere que los terminales de los elementos estn accesibles.Aunque podemos hacerlo con precaucin con una resistencia deunos 5 ohmios y 3W (midiendo la tensin de los elementos ydescargando el que de el ms alto valor hasta que la diferenciade tensiones entre elementos en serie sea de 0.1V o menor),existen instrumentos adecuados a este fin.

Existen balanceadores para LiPo que pueden ayudar a hacerms preciso el proceso el proceso de carga. Se conectan

individualmente a cada elemento, y evitan su carga si sutensin se aproxima al mximo permitido. Un voltmetro digital y tener todos los terminales de los

elementos individuales accesibles nos ayudarn en un mejoruso de este tipo de bateras. Como se ha dicho, debemoscomprobar peridicamente el equilibrado.

Nunca sobredescargar. Si el ESC lo permite, deberemosprogramar su tensin de corte a 3V por elemento (6V para unpaquete LiPo de dos elementos, 9V para uno de tres, etc).

Ejemplos de paquetes:Capacidad

(mAh)Tensin

(V)Descarga

Masa(g)

Medidas(mm)

600 7.4 15C 24 11x37x55

1200 7.4 15C 48 19x37x55

Conectores


18/24

1800 7.4 15C 72 27x37x55

1800 11.1 15C 108 15x37x165

Paquete LiPo

Comprobaciones

Existen multitud de accesorios de Automodelismo para carga,descarga y comprobacin de bateras, algunos muy sofisticados. Elms elemental es el voltmetro de continua. Los principales

parmetros que nos informarn sobre el estado de la batera son:

Tensin: como se ha dicho, para NiCd o NiMH 1.2V(generalmente 1.4V a tope de carga). La tensin del paqueteser 5 (receptor), 6 (traccin) u 8 veces superior (emisora), esdecir, 5-7V, 7.2-8.4V 9.6-11.2V, segn el caso.

Capacidad: 500 a 3300 mAH, segn tipo. En bateras paratraccin, se deben comprobar los segundos que mantienetensin en condiciones de descarga determinadas, equivalentesa condiciones de carrera.

Resistencia interna, importante en traccin. Se nota que unelemento envejece cuando aumenta su resistencia interna. Paraestimar si ha aumentado la resistencia interna, podemos medirla tensin en bornes de batera haciendo girar el motor envaco, y compararla con la de un paquete en buen estado, omejor utilizar una resistencia de potencia:

Supongamos un paquete de 6 elementos (7.2V) paratraccin, que vamos a probar sobre una resistencia de0.5 ohm. La corriente ser de 14.4A, cercana acondiciones de carrera.

La potencia de la resistencia debe ser de al menos V^2/R= 103.68W. Podemos sustituirla por 6 resistencias de 3ohm y 20Wen paralelo, 10 resistencias de 5ohm/15W, etc. Las resistencias deben soldarsefirmemente.

Si en vaco la tensin es 7.2V y en carga sobre dicharesistencia fuera de 6V, habr 1.2V de cada en laresistencia interna del paquete. Como hay 6V sobre laresistencia externa, la resistencia interna ser 1.2*0.5/6= 0.1 ohm.

En todo caso, podemos comparar la tensin sobre laresistencia en un paquete en buen estado.


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Si consideramos que la resistencia interna ha aumentadoexcesivamente, podemos deshacer el paquete y medirindividualmente las tensiones en descarga de loselementos, pues es posible que sea slo uno de ellos elque presente dicho aumento de resistencia. Si ello es as,

sustituiremos dicho elemento aprovechando el resto delpaquete.

Ntese que podemos utilizar esa misma resistencia paracomprobar los reguladores electrnicos de velocidad. Aplena aceleracin podemos estimar la cada en elregulador restando la tensin del paquete de bateras y lamedida en la resistencia.

Tensin media de descarga en condiciones de carrera,importante en traccin. Este parmetro es importante, puesmide la adecuacin para carrera, aunque requiere

cargador/descargador tipo ordenador para su medida. Noes lo mismo en carrera tener una tensin media de 1.15V quetener 1V.

Las bateras usadas en traccin, cuando se acaba su vida, lo van amanifestar por prdida de prestaciones, o dificultad de carga (laelevacin de tensin debida al aumento de resistencia internaconfundir al detector de pico de un cargador "delta peak", y la cargaterminar antes de tiempo). Hay otros casos que pueden ocurrir, talcomo el fin de un elemento, lo que se manifestar en la tensin total

del paquete, que lgicamente ser 1.2V inferior a su valor nominal.Sin embargo, un caso peligroso es la prdida de capacidad, quepuede dar lugar, por ejemplo en el paquete del receptor, a queempecemos una carrera normalmente, y notemos al cabo del tiempoque los servos no reaccionan con la rapidez esperada: un elemento seha descargado, y la tensin del paquete ha bajado de 6V a 4.8V. Si elpaquete por accidente ha sufrido un cortocircuito, debemos asimismocomprobarlo. Si carecemos de cargador/descargador tipoordenador, podemos hacer una comprobacin de la curva dedescarga como sigue:

Se hace una carga completa (si es preciso, tras descarga,sometiendo al paquete a carga lenta).

Se inicia la descarga a travs de una resistencia de valor talque aqulla deba durar unas dos horas (aproximado al de latabla).

Paquete de 5elementos (6V,

receptor)

Paquete de 6elementos (7.2V,

traccin)

Paquete de 8elementos (9.6V,

emisora)

Capacid

ad(mAH)

Resisten

cia(ohm, 2

Poten

ciamnim

Capacid

ad(mAH)

Resisten

cia(ohm, 2

Poten

ciamnim

Capacid

ad(mAH)

Resisten

cia(ohm, 2

Poten

ciamnim


20/24

h) a(W)

h) a(W)

h) a(W)

500 24,00 1,5 1700 8,47 6,12 500 38,40 2,4

600 20,00 1,8 1800 8,00 6,48 600 32,00 2,88

700 17,14 2,1 1900 7,58 6,84 700 27,43 3,36

800 15,00 2,4 2000 7,20 7,2 800 24,00 3,84

900 13,33 2,7 2100 6,86 7,56 900 21,33 4,32

1000 12,00 3 2200 6,55 7,92 1000 19,20 4,8

Se toman lecturas de tensin cada 5-10 minutos (para noolvidarse, se recomienda usar el cronmetro decreciente). Seobserva si la descarga se parece a la grfica, o si hay undescenso brusco. Asimismo, a las dos horas debe an medirsela tensin nominal del paquete. No conviene excederse en la

descarga, pues algn elemento puede sufrir polarizacininversa y destruirse; podemos, por ejemplo, dejar de descargarcuando la tensin total sea el nmero de elementos por 1.1V(respectivamente, 5.5V, 6.6V 9.9V).

Ntese que, asimismo, con una simple resistencia podemos construircargadores simples, conectados a una batera de 12V o a un cargadorde bateras, cuyo valor calcularemos con la ley de Ohm (I=V/R), ycuya potencia de disipacin mnima ser R*I^2. Supongamos quetenemos un chispmetro con batera de NiCd de 4Ah, que queremos

cargar a C/3 desde una batera de 12V:

La corriente ser C/3 = 4/3 = 1.33A. La tensin del elemento ser 1.2V, por lo que la resistencia

debe ser (12 - 1.2)/1.33 = 8.1 ohm. El valor ms prximosuperior disponible fcilmente ser 8.2 ohm.

La potencia mnima de la resistencia ser R*I^2: 8.2*1.33^2= 14.6W. Por tanto la resistencia debe ser de 8.2 ohm/15 W.

Si nuestra fuente es de 12V, el mtodo es aplicable a cualquierpaquete excepto el de emisora, por ser de tensin total de valor muyprximo a dichos 12V. No obstante, por no terminar nunca lacirculacin de corriente, este mtodo de carga slo se usar en casosde urgencia o a corrientes pequeas (C/10).

Es comn para carga, descarga y comprobacin de bateras utilizarun cargador/descargador tipo ordenador, que nos puede ademsindicar son precisin los diversos parmetros del paquete de bateras(resistencia interna, tensin media de descarga, duracin predecibleen condiciones de carrera, etc). Otra caracterstica frecuente en estosy otros cargadores es la carga con corriente pulsante, de forma

optimizable en funcin del uso del paquete de bateras.


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Grficas

En la figura se muestran grficas de carga y descarga para baterastamao AA de NiCd (1100 mAh) y NiMH (2100 mAh) de un mismofabricante (Tecxus); estas bateras seran apropiadas para emisora oreceptor. Puede observarse que a baja temperatura ambas alcanzantensin superior: de ah la ventaja de la carga en hielo de elementos.

Otras caractersticas dadas por el fabricante seran:

Peso: 24 pondios la de NiCd y 30 pondios la de NiMH. Resistencia interna: 16 miliohms la de NiCd y 20 miliohms la deNiMH.


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Carga indefinida: 0.05C para ambas (55 mA la de NiCd y 110mA la de NiMH).

En general, las caractersticas, aparte de ser la capacidad casi eldoble en NiMH para el mismo peso, son muy similares.

Comparativa de elementos para bateras

Elemento

Tipo

Tensin(V)

Capacidad

(mAh)

Resistencia

(mohm)

Dimensiones(mm)

Masa(g)

Volumenneto(cm3

)

Volumenbruto(cm3

)

Energa(J)

Energa/masa(J/g)

Energa/volumenneto

(J/cm3)

Energa/volumenbruto

(J/cm3)

SanyoRC-2400

NiCd 1.2 2300 3.5

23x43.5(SC) 60

18.064

23.011 9936 165.6 550 432

SanyoRC-3600

NiMh 1.2 3600 4

23x43.5(SC) 60

18.064

23.011

15552 259.2 861 676

Koka

m 340LiP

o 3.7 340 74 55x30x3 10 4.95 4.95 4529 453 915 915

En la tabla anterior, el volumen bruto se refiere al del ortoedro queencierra los elementos indicados tamao SC, de forma cilndrica; enLiPo el volumen bruto y neto prcticamente coinciden al ser la formadel elemento ortodrica. La densidad de energa es superior en LiPo,aunque su resistencia interna es mayor.

Comparativa de paquetes

Paquete Tipo Tensin(V)

Capacidad(mAh)

Resistencia(mohm)

Dimensiones(mm)

Masa(g)

Volumenbruto (cm3)

Energa(J)

6 x SanyoRC-2400 NiCd 7.2 2300 21 138x43.5x23 360 138 59616

6 x SanyoRC-3600 NiMh 7.2 3600 24 138x43.5x23 360 138 93312

Kokam 3402S4P LiPo 8.4 1360 37 55x30x24 80 39.6 36232

Idealmente, en el caso de paquetes la energa por masa o volumen(bruto) coinciden con la de los elementos individuales. La resistenciainterna de un paquete LiPo, al disponerse elementos en paralelo ynecesitarse de slo dos en serie para una tensin de paqueteparecida, tiende a igualarse a la de un paquete NiCd o NiMH.

El futuro


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Como se ha dicho, en automodelismo los principales usos de baterasson en el equipo de radio (emisora y receptor/servos), chispmetrosy traccin en elctricos.

La traccin en los coches elctricos de competicin, y similarmente el

vuelo elctrico (aviones y helicpteros), es uno de los campos enque se necesita una fuente de energa elctrica recargable, ligera,barata, no contaminante y de alta capacidad, que los dote desuficientes prestaciones y autonoma. En muchos dispositivoselectrnicos las pilas o bateras cumplen suficientemente su funcin(relojes, radios, etc), pero otros campos con la misma demanda quela traccin en elctricos, y donde la demanda principal es la de largaautonoma, son:

Ordenadores porttiles. Cmaras de vdeo. Telfonos mviles. Satlites (disponen de energa solar). Y, cmo no, el coche elctrico escala 1/1, sustituyendo a la

gasolina y a otros combustibles.

Las bateras de NiCd, NiMH, in-litio y otras tecnologas vienen aintentar responder a esa demanda. En automodelismo hoy por hoy, elcoche elctrico est lejos en prestaciones y autonoma del cochede explosin, pero ms lejos an lo est el coche elctrico escala 1/1

del coche de gasolina escala 1/1.

Una solucin distinta se puede encontrar con clulas decombustible ("fuel cells"), alimentadas por metanol y agua. Seanuncian para el futuro micro clulas ("micro fuel cells"), de las quese dice podrn alimentar un telfono mvil durante un mes. Msinformacin en:

Manhattan Scientifics Matshusita Electric Works

En noviembre de 2004 Toshiba anunci un ordenador alimentadocon clula de combustible de metanol. 100 cc de metanol y aguasupondrn 10 horas de autonoma. El nombre de esta clula es"Direct Methanol Fuel Cell" (DMFC).

Opel est probando la pila de combustible de hidrgeno, quealimentada por hidrgeno (en estado lquido en un depsito de 68litros, pesando slo 4.6 Kp) y oxgeno (tomado del aire) produceenerga elctrica y agua, sin produccin de CO2 ni otros residuos. Esaenerga elctrica mueve el motor elctrico de un coche elctrico

escala 1/1 (Opel Zafira HydroGen3). La potencia es de 82 CV y elpeso del coche es de 1.590 Kp, con prestaciones de coche de calle:
http://www.hawkassociates.com/mhtxhttp://www.mew.co.jp/http://www.mew.co.jp/http://www.hawkassociates.com/mhtx


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Aceleracin 0-100 Km/h: 16 segundos. Velocidad mxima: 160 Km/h. Autonoma: 400 Km.

Dicho Opel Zafira HydroGen3 ha realizado un maratn de 10.000

Km de Noruega a Portugal, que termin el 09/06/04 cuya informacinpuede consultarse en http://www.marathon.gm.com/; el cochepuede verse en movimiento ingresando enhttp://www.automodelismo.com/vueltas.htm#opelzafh3

En una hipottica futura carrera de F1 de coches de hidrgeno, dadasu ligereza (menos de una dcima parte que la gasolina de hoy), trasun repostaje no se dir "El coche ha cargado mucho hidrgeno ypierde varias dcimas por vuelta".

Habr en el futuro carreras en que veamos a los mecnicos repostaralgn tipo de mezcla, pero los coches llevarn motor elctrico, y casino se oir ruido?

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