Esa distinci\u00f3n es importante porque el t\u00e9rmino \u201cbater\u00eda autocalentable\u201d se est\u00e1 convirtiendo en una expresi\u00f3n comercial. Algunas bater\u00edas se calientan autom\u00e1ticamente. Otras solo se calientan tras conectar un cargador. Algunas consumen la energ\u00eda almacenada en la bater\u00eda. Otras dependen de una fuente de alimentaci\u00f3n de CA externa. Y unas pocas solo cuentan con protecci\u00f3n contra bajas temperaturas, aunque los vendedores las describen vagamente como \u00abcalentadas\u00bb.<\/p>\n\n\n\n
No son productos equivalentes.<\/p>\n\n\n\n
Por qu\u00e9 las bater\u00edas de los carritos de golf pierden rendimiento cuando hace fr\u00edo<\/h2>\n\n\n\n
El fosfato de hierro y litio, o LiFePO\u2084, sigue siendo una de las mejores composiciones qu\u00edmicas para las bater\u00edas de los carritos de golf, ya que ofrece una curva de descarga plana, una elevada vida \u00fatil, un peso inferior al de las bater\u00edas de plomo-\u00e1cido y una gran estabilidad t\u00e9rmica. Sin embargo, el LiFePO\u2084 no escapa a los principios b\u00e1sicos de la electroqu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n
A temperaturas m\u00e1s bajas:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- La conductividad electrol\u00edtica disminuye.<\/li>\n\n\n\n
- Se frena el avance de las bater\u00edas de iones de litio.<\/li>\n\n\n\n
- Aumenta la resistencia interna.<\/li>\n\n\n\n
- La ca\u00edda de tensi\u00f3n aumenta durante la aceleraci\u00f3n.<\/li>\n\n\n\n
- La potencia disponible y la capacidad \u00fatil disminuyen.<\/li>\n\n\n\n
- La carga resulta mucho m\u00e1s delicada que la descarga.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
El \u00faltimo punto es el que m\u00e1s problemas plantea.<\/p>\n\n\n\n
Una bater\u00eda fr\u00eda puede seguir moviendo el carrito, pero luego negarse a cargarse. Los propietarios suelen interpretar esto como un cargador defectuoso, un BMS averiado o una bater\u00eda agotada. En muchos casos, el BMS est\u00e1 cortando deliberadamente el circuito de carga porque uno o varios sensores de temperatura han detectado una situaci\u00f3n de riesgo.<\/p>\n\n\n\n
El Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. ha informado de que la capacidad de descarga de las bater\u00edas de iones de litio puede reducirse hasta en un 65% cuando la temperatura de ensayo desciende de 25 \u00b0C a -40 \u00b0C. Esa cifra se refiere a la investigaci\u00f3n general sobre las bater\u00edas de iones de litio, m\u00e1s que a una bater\u00eda concreta para carritos de golf, pero muestra hasta qu\u00e9 punto las bajas temperaturas pueden afectar a la resistencia de las celdas, la tensi\u00f3n y la energ\u00eda \u00fatil. El mismo documento del DOE se\u00f1ala la baja conductividad i\u00f3nica, la transferencia m\u00e1s lenta del litio y la deposici\u00f3n de litio como los principales problemas a temperaturas bajo cero. Consulta la investigaci\u00f3n del DOE sobre bater\u00edas de baja temperatura<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfLa cruda realidad?<\/p>\n\n\n\n
La descarga en climas fr\u00edos resulta inc\u00f3moda. La carga en climas fr\u00edos puede resultar perjudicial.<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Por qu\u00e9 cargar la bater\u00eda a temperaturas por debajo de cero es el verdadero riesgo<\/h3>\n\n\n\n
Cuando una bater\u00eda de litio se carga con normalidad, los iones de litio se introducen en el \u00e1nodo de grafito. Si la c\u00e9lula est\u00e1 demasiado fr\u00eda, ese proceso de inserci\u00f3n se ralentiza. Si la corriente de carga contin\u00faa a una intensidad inadecuada, el litio met\u00e1lico puede acumularse en la superficie del \u00e1nodo en lugar de almacenarse correctamente en su interior.<\/p>\n\n\n\n
Eso es la deposici\u00f3n de litio.<\/p>\n\n\n\n
La formaci\u00f3n de placas de litio puede reducir la capacidad, aumentar la resistencia interna, acortar la vida \u00fatil y plantear problemas de seguridad. Es posible que los da\u00f1os no se manifiesten como un fallo grave e inmediato. La bater\u00eda puede parecer normal tras calentarse, aunque haya sufrido una degradaci\u00f3n interna irreversible.<\/p>\n\n\n\n
Por eso, muchas bater\u00edas de litio para carritos de golf permiten la descarga a temperaturas como -20 \u00b0C, pero bloquean la carga en torno a los 0 \u00b0C. Los l\u00edmites exactos var\u00edan en funci\u00f3n de la c\u00e9lula, el dise\u00f1o del paquete, la programaci\u00f3n del BMS, la corriente de carga, la ubicaci\u00f3n del sensor y la homologaci\u00f3n del fabricante.<\/p>\n\n\n\n
No des por sentado que \u201ctemperatura de funcionamiento: de -20 \u00b0C a 60 \u00b0C\u201d signifique que la bater\u00eda se pueda cargar en todo ese rango. Una ficha t\u00e9cnica profesional deber\u00eda indicar temperatura de carga, temperatura de descarga y temperatura de almacenamiento por separado<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n
Para los compradores que comparan Opciones de bater\u00edas de litio para carritos de golf<\/a>, ya que esa distinci\u00f3n es m\u00e1s importante que una vaga etiqueta de \u201capto para cualquier condici\u00f3n clim\u00e1tica\u201d. La gama de productos de CoreSpark incluye m\u00faltiples plataformas de tensi\u00f3n, mientras que su contenido t\u00e9cnico tambi\u00e9n distingue la protecci\u00f3n contra la carga a baja temperatura del funcionamiento normal en descarga.<\/p>\n\n\n\n
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<\/div>\n\n\n\n\u00bfQu\u00e9 hace realmente una bater\u00eda de litio autocalentable para carritos de golf?<\/h2>\n\n\n\n
Una bater\u00eda de litio autocalentable para carritos de golf utiliza elementos calefactores internos, sensores de temperatura y controles del sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda (BMS) para elevar la temperatura de las celdas antes de que comience la carga normal.<\/p>\n\n\n\n
El calor es \u00fatil.<\/p>\n\n\n\n
Pero un calentador no es m\u00e1gico, y no puede solucionar una mala ubicaci\u00f3n de los sensores, un aislamiento deficiente, un cargador incompatible, un BMS de capacidad insuficiente o una l\u00f3gica de calentamiento que se activa demasiado tarde y se detiene antes de que las celdas m\u00e1s fr\u00edas alcancen una temperatura aceptable.<\/p>\n\n\n\n
Una bater\u00eda de LiFePO4 con sistema de calefacci\u00f3n para carritos de golf, si est\u00e1 bien dise\u00f1ada, suele seguir esta secuencia:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- El cargador est\u00e1 conectado o se ha activado una solicitud de calefacci\u00f3n.<\/li>\n\n\n\n
- El BMS lee la temperatura de uno o varios sensores.<\/li>\n\n\n\n
- Si la temperatura de la c\u00e9lula es inferior al umbral de carga programado, la carga normal seguir\u00e1 bloqueada.<\/li>\n\n\n\n
- Las almohadillas o l\u00e1minas calefactoras internas calientan las celdas de la bater\u00eda.<\/li>\n\n\n\n
- El sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda (BMS) confirma que se ha alcanzado la temperatura requerida.<\/li>\n\n\n\n
- La calefacci\u00f3n se apaga o reduce su intensidad.<\/li>\n\n\n\n
- Comienza la carga normal de LiFePO4.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
Esa secuencia parece sencilla. Pero no lo es.<\/p>\n\n\n\n
El sensor de temperatura puede estar situado cerca de las celdas centrales, de una pared exterior, de la placa del BMS o de una almohadilla calefactora. Un sensor situado en la parte m\u00e1s caliente de la carcasa puede dar luz verde a la carga, mientras que las celdas cercanas a un panel met\u00e1lico exterior permanecen m\u00e1s fr\u00edas. Una sola lectura de temperatura no refleja autom\u00e1ticamente el estado de todo el paquete.<\/p>\n\n\n\n
Tres tipos de sistemas de calefacci\u00f3n con los que suelen encontrarse los compradores<\/h3>\n\n\n\n
Calefacci\u00f3n alimentada por cargador<\/strong> utiliza la energ\u00eda del cargador para calentar la bater\u00eda antes de enviar una corriente de carga significativa a las celdas. Esta suele ser la mejor opci\u00f3n para los carritos conectados a una fuente de alimentaci\u00f3n de CA fiable, ya que el calentamiento no consume gran parte de la autonom\u00eda almacenada.<\/p>\n\n\n\n
Calefacci\u00f3n a pilas<\/strong> obtiene la energ\u00eda directamente de la propia bater\u00eda. Puede funcionar sin alimentaci\u00f3n de CA, pero esto puede provocar una descarga m\u00e1s profunda durante per\u00edodos prolongados de fr\u00edo. Esto supone un grave problema si la bater\u00eda ya tiene un estado de carga bajo o si los accesorios generan cargas par\u00e1sitas.<\/p>\n\n\n\n
Calefacci\u00f3n h\u00edbrida<\/strong> puede obtener energ\u00eda del cargador cuando est\u00e1 conectado y de la bater\u00eda en determinadas condiciones. Esto ofrece una mayor flexibilidad, pero requiere una l\u00f3gica rigurosa para el estado m\u00ednimo de carga, protecci\u00f3n mediante fusibles, controles t\u00e9rmicos y un comportamiento ante fallos debidamente documentado.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfA qu\u00e9 arquitectura se hace referencia?<\/p>\n\n\n\n
Muchas p\u00e1ginas de ventas nunca lo dicen.<\/p>\n\n\n\n
Investigadores de Penn State han demostrado lo eficaz que puede ser el calentamiento interno r\u00e1pido en condiciones controladas. Su c\u00e9lula de iones de litio para todo tipo de climas se calent\u00f3 de -20 \u00b0C a 0 \u00b0C en unos 20 segundos, consumiendo aproximadamente 3,81 TP3T de la capacidad de la c\u00e9lula; el calentamiento de -30 \u00b0C a 0 \u00b0C tard\u00f3 unos 30 segundos y consumi\u00f3 aproximadamente 5,51 TP3T. Seg\u00fan se ha informado, el dise\u00f1o de la investigaci\u00f3n supuso un aumento de 1,51 TP3T en el peso de la c\u00e9lula y de 0,041 TP3T en el coste base de la bater\u00eda. Estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania sobre las bater\u00edas autocalentables<\/a> No se trata de una especificaci\u00f3n para bater\u00edas de carritos de golf comerciales, pero demuestra que el calentamiento interno controlado puede suponer un menor consumo de energ\u00eda que el funcionamiento de una bater\u00eda convencional fr\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
Y esa es la diferencia fundamental: El concepto funciona, pero la calidad de la ejecuci\u00f3n comercial var\u00eda.<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Los c\u00e1lculos energ\u00e9ticos que hay detr\u00e1s de la calefacci\u00f3n interna<\/h2>\n\n\n\n
Los compradores suelen preguntar si el calentador agotar\u00e1 la bater\u00eda. La respuesta sincera es que depende de la potencia del calentador, la duraci\u00f3n de la calefacci\u00f3n, el aislamiento, la temperatura inicial, la masa del paquete y de si la energ\u00eda procede de la red el\u00e9ctrica o de la bater\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
Tomemos como ejemplo una bater\u00eda de LiFePO4 de 51,2 V y 100 Ah:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Energ\u00eda almacenada nominal: 51,2 V \u00d7 100 Ah = 5,12 kWh<\/li>\n\n\n\n
- Un calefactor de 200 W en funcionamiento durante 30 minutos: 0,10 kWh<\/li>\n\n\n\n
- Porcentaje estimado de la energ\u00eda nominal de la bater\u00eda: aproximadamente 1,95%<\/li>\n\n\n\n
- Un calefactor de 300 W en funcionamiento durante 45 minutos: 0,225 kWh<\/li>\n\n\n\n
- Porcentaje estimado de la energ\u00eda nominal de la bater\u00eda: aproximadamente 4,39%<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Estas cifras son ejemplos, no especificaciones generales de los calefactores. No obstante, ponen de manifiesto por qu\u00e9 afirmaciones vagas como \u201cconsumo energ\u00e9tico m\u00ednimo\u201d carecen de sentido.<\/p>\n\n\n\n
Pregunta por los vatios y los minutos.<\/p>\n\n\n\n
Un calefactor que consume 0,10 kWh antes de la recarga puede ser una opci\u00f3n sensata si evita que el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda (BMS) bloquee el funcionamiento durante toda una ma\u00f1ana. Sin embargo, un calefactor alimentado por bater\u00eda que se enciende y apaga repetidamente durante una ola de fr\u00edo de dos d\u00edas puede convertirse en una carga par\u00e1sita significativa.<\/p>\n\n\n\n
El aislamiento tambi\u00e9n influye en el c\u00e1lculo. Una carcasa de aluminio sin aislar pierde calor m\u00e1s r\u00e1pidamente que una carcasa bien aislada con v\u00edas t\u00e9rmicas controladas. Una mayor potencia del calentador puede dar lugar a peores resultados si la mayor parte de la energ\u00eda calienta la carcasa y el aire exterior en lugar de la masa celular.<\/p>\n\n\n\n
Cuando la autocalentaci\u00f3n se amortiza por s\u00ed sola<\/h3>\n\n\n\n
Para un particular, la rentabilidad econ\u00f3mica suele medirse en t\u00e9rminos de comodidad y de da\u00f1os evitados. En el caso de una flota, el c\u00e1lculo resulta m\u00e1s directo.<\/p>\n\n\n\n
Supongamos que hay que tener diez carritos disponibles a las 7:00 de la ma\u00f1ana. Una parada por protecci\u00f3n contra el fr\u00edo retrasa cada carrito 45 minutos mientras el personal cambia las bater\u00edas, calienta las instalaciones, reinicia los cargadores o diagnostica un \u201cfallo\u201d que, en realidad, es una medida de protecci\u00f3n contra la temperatura.<\/p>\n\n\n\n
Incluso si la bater\u00eda no sufre da\u00f1os, los repetidos retrasos en invierno generan costes de mano de obra, p\u00e9rdidas en los alquileres, llamadas por mantenimiento y clientes insatisfechos.<\/p>\n\n\n\n
Los compradores de flotas deber\u00edan tener en cuenta esas p\u00e9rdidas a la hora de calcular la rentabilidad del litio. La gu\u00eda de CoreSpark sobre C\u00e1lculo del retorno de la inversi\u00f3n (ROI) del litio en una flota de carritos de golf<\/a> ofrece un marco m\u00e1s amplio para comparar el precio de compra con los costes de mantenimiento, la frecuencia de sustituci\u00f3n, el tiempo de inactividad, la recarga y la mano de obra.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfMerece la pena instalar un sistema de calefacci\u00f3n autom\u00e1tica en tu carrito de golf?<\/h2>\n\n\n\n
Aqu\u00ed tienes la respuesta pr\u00e1ctica.<\/p>\n\n\n\n
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