viernes

Fabricación de una batería de Li Ion



Antes de comenzar se deben tener claros los siguientes parámetros:

-Tensión nominal. Por ejemplo 36V en la de las fotografías que mostramos.

-Capacidad.  Es preciso que sepamos qué capacidad aproximada deseamos para nuestra batería y a partir de este dato elegir las celdas más apropiadas.

-Tasa de descarga continua y picos a que se someterá a la batería por ejemplo en la subida a fuertes rampas. De este dato dependerá también la elección de las celdas, pues no debemos escatimar e ir ajustados, ya que eso se traduciría en acortar el tiempo de vida de la batería.

La siguiente batería está construida a partir de celdas LG que se han escogido para que las tasas de descarga cumplan ampliamente con nuestras necesidades y para que la capacidad sea la apropiada (17,5Ah en el caso de la de las fotos, es decir, más de 100Km de autonomía). Respecto a las tasas de descarga, comentar que se obtienen a partir de las características del regulador que usemos y del tipo de rutas que hará el ciclista.

Una vez que hemos adquirido las celdas en un distribuidor europeo que ofrezca garantías de calidad, las sometemos a un proceso de pruebas individuales en el laboratorio, a partir del cual conoceremos sus propiedades reales, incluyendo su capacidad.


 Después se igualan las tensiones de todas ellas para que al conectar los grupos en paralelo no haya flujos de corriente entre celdas e incluso chispazos, y se procede a soldar el conjunto de acuerdo al diseño que hayamos hecho, el cual debe intentar por todos los medios, que las corrientes a través de los conductores estén lo más equilibradas posible. 



Las soldaduras se realizan con un soldador por puntos, de modo que no haya calor por medio que deterioraría irremisiblemente las celdas, pues son muy delicadas en este punto.

Al soldar se debe tener muchísimo cuidado especialmente con los cátodos, pues si el calor derrite la funda de la celda, pondrá en contacto el cátodo con el ánodo y ello derivaría en un cortocircuito que tratándose de celdas de litio con una capacidad enorme de descarga, lo más probable es que desencadenase un incendio.

Después soldamos el BMS que también habremos seleccionado de acuerdo a las características de la batería y del controlador y cablearemos fusibles, conectores, etc. cubriendo todo de plástico especial termorretráctil y alojándolo en la carcasa o en la bolsa elegida.



Por último someteremos a la batería a diferentes pruebas en el laboratorio para conocer como responde a cargas y descargas en diferentes situaciones y tras ello se puede instalar en la bicicleta y entrar en servicio.


  
Saludos.
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miércoles

Motores centrales y cuestiones a tener en cuenta



Resultado de imagen de bosch central ebikeLa configuración de motor central es la más eficiente porque permite que el motor gire siempre en un régimen de trabajo óptimo, lo cual significa que aprovecha la mayor parte de la energía que consume de la batería. Ello, claro está, si se ha diseñado bien y –lo más importante- si se ha elegido un motor que gire eficientemente en una cadencia de pedaleo que a su vez sea la adecuada para el ciclista, extremo que no siempre se tiene en cuenta a la hora de adquirir la motorización y que es tan importante que volveremos sobre ello en próximos artículos.
 Resultado de imagen de bosch central ebike

Sin embargo esta configuración presenta algunas dificultades que es preciso tener claras para no llevarnos disgustos.

-Al llevar más partes móviles en la transmisión, incluyendo poleas, rodamientos, coronas dentadas, etc. hay que ser más escrupulosos con el mantenimiento y con los tiempos para hacer revisiones preventivas.

-La cadena no puede ser la habitual y ligera que utilizamos en ciclismo, sino que tiene que estar reforzada para soportar la potencia que entrega el motor y, sobre todo, los “tirones” en las aceleraciones, pues una rotura de eslabón puede suceder y dejarnos tirados en el mejor de los casos o arrastrar la cadena y provocar una avería mucho mayor o, lo peor, un accidente.

-El desviador también debe ser más robusto de lo normal, pues en caso contrario estamos igualmente expuestos a deterioro, roturas, averías e incluso accidentes. Y ello también condiciona al pulsador del cambio y al cable de transmisión de este.


Imagen relacionada

Todo lo anterior está en concordancia con lo que venimos comentando en otros artículos y es que el motor central es probablemente el mayor exponente de eficiencia y comodidad en las motorizaciones eléctricas, pero también es una opción más delicada y cara, lo cual se debe tener en cuenta para no llevarnos sorpresas.
 

Saludos.
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lunes

Pinchazos en la ebike

 
Resultado de imagen de pinchazo en biciTodos sabemos que en ruta se puede sufrir una avería más o menos grave y que si salimos frecuentemente en bici hemos de estar preparados para solventar algunas de ellas, las menos graves, de modo que por lo menos podamos volver a casa. 

Una ebike no es una excepción, de hecho hay averías que son más probables en estas máquinas, como por ejemplo las que afectan a la transmisión, que sufre más, siendo el caso más acusado el de las que montan motores centrales, pues la cadena transmite la potencia del motor y sus aceleraciones y eso no se lleva bien con los desviadores habituales ni con las cadenas si no están debidamente reforzadas.
 Resultado de imagen de pinchazo en bici Otra contingencia propia de las ebikes es quedarse sin batería que aunque no es una avería puede ser problemático si el motor es de alta potencia, sin reductora y por tanto presentando fricción cuando se pedalea sin batería y con un peso extra considerable. Al contrario, si se trata de una discreta motorización de 250W bien diseñada, pues no habrá mayor problema que tener que subir las cuestas un poco más despacio y con un desarrollo adecuado.
 

 Pero además tenemos las averías comunes y entre ellas la más frecuente es el pinchazo. Pinchar en la rueda motorizada cuando llevamos motor de buje es un problema un poco más delicado que en una rueda ordinaria, pero se resuelve si llevamos las herramientas necesarias y unas bridas de repuesto para el montaje del cableado.
 


Sin embargo siempre recomiendo a los usuarios que al menos en la rueda motorizada se lleve una buena cubierta en buen estado y que se añada a la cámara líquido antipinchazos, pues es la mejor manera de evitar problemas y molestias.

Por ello, en la planificación de la motorización, se debe incluir una buena cubierta y un buen líquido antipinchazos, que habrá que renovar cada cierto tiempo, siguiendo las instrucciones del fabricante, plazo que por lo general no es inferior a 6 meses.

El procedimiento para introducir el líquido en la cámara (la mayoría de las ebikes llevan cámara) es sencillo, sobre todo si la válvula es del tipo schrader (la gruesa de automóvil). Se comienza retirando el "obús" de la válvula, para lo que se necesita un extractor que en su versión más simple es un tapón metálico en cuyo extremo superior dispone del útil. A continuación y con cuidado de no vertirlo fueraa, se introduce el líquido para lo que es mejor que la válvula no esté en la posición totalmente inferior, pues dificultaría la entrada. después se hace girar la rueda para que se reparta y se aplica aire a la presión normal.

 Es importante que el líquido sea de calidad, es decir, que el fabricante nos ofrezca garantías.
 
Saludos.
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martes

Baterías de Litio como sustituto de las de plomo-ácido




Resultado de imagen de LiPo battery burningDesde hace algunos años salen al mercado vehículos de gasolina cuya batería de arranque en vez de ser de plomo-ácido es de litio. Se trata de coches de alta gama en los que se busca lo mejor en cada detalle constructivo.

Pero además, muchos usuarios de motocicletas, aviones ultraligeros, autocaravanas, instalaciones solares fotovoltaicas de autoconsumo, etc. están sustituyendo sus baterías de plomo por baterías de litio. En ese sentido existe gran desconcierto porque la información que les llega no es clara ni rigurosa, por lo que intentaremos aclarar algunos conceptos.

La aviación ligera puede que sea el primer ámbito en el que se comenzaron a introducir baterías de litio para arranque de motores -y últimamente para propulsar las aeronaves con un maravilloso tipo de vuelo silencioso-, por no mencionar que las baterías LiPo donde más se han desarrollado ha sido en el aeromodelismo.

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 Paramotor eléctrico. Va dotado de motor eléctrico y baterías

Personalmente he presenciado en dos ocasiones incendiarse baterías en vuelo. En un caso se trataba de un aeromodelo de grandes dimensiones y la batería era una LiPo que fue perforada por un tornillo del fuselaje que la rozaba. En otro caso se trataba de un paramotor que iba provisto de una batería LiFePo (las más seguras como veremos) para el arranque, por lo que las consecuencias podían haber sido catastróficas.

De las LiPo solo puedo comentar que no deben utilizarse en ningún vehículo aéreo, marítimo ni terrestre tripulado, porque son inestables y por tanto peligrosas. Su uso debe quedar circunscrito a actividades en las que sea inmediato acceder a ellas en caso de emergencia y desconectarlas o aislarlas. Por supuesto se deben extremar los cuidados en su uso y no se les debe tener miedo, simplemente conocerlas.

Sobre las LiFePo comentar que se trata de baterías de litio que incorporan en el cátodo sales de hierro que las aportan más estabilidad, aunque almacenan menos energía que las LiPo y que las LiIon que utilizamos en las bicicletas eléctricas habitualmente, cuyas sales son de manganeso, un metal que posee electrones en su capa de valencia en una configuración parecida al hierro (poseen ambos números de oxidación +2 y +3, es decir, tendencia a captar electrones e ionizarse positivamente).

 Resultado de imagen de LiFePo battery

El hecho de almacenar menos energía es debido a que la diferencia de potencial entre sus electrodos es menor que en las LiIon, 3,2 – 3,3V nominales frente a 3,6V y  también poseen menor tensión máxima, 3,6V frente a 4,2V.

Sin embargo -y esto es muy importante- esta tensión se ajusta muy bien a la hora de sustituir una batería de plomo de 12V por una de LiFePo, pues 4 celdas en paralelo nos dan 12,8 – 13,2V nominales y una carga máxima de 14,4V frente a los 12V nominales de la batería de plomo-ácido (2V por celda) y su carga máxima de 14,4V también (2,4V por celda).

Sin embargo mientras que la batería de plomo-ácido posee una buena tolerancia a la sobrecarga, las baterías de Litio en general y las LiFePo en particular, poseen bajísima tolerancia a la sobrecarga, ahí justamente es donde está su talón de Aquiles y donde pueden convertirse en peligrosas, por lo que hay que tenerlo muy en cuenta a la hora de cargarlas, ya sea en cargador en casa o a través del alternador de un vehículo, lo cual es bastante más delicado y fue la causa del segundo incendio del que he habado antes, en vuelo en un paramotor.

Seguiremos aclarando conceptos en futuros artículos.
  
Saludos. 

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viernes

Bicicleta con motor trasero de 250W

Este proyecto consiste en la motorización de una bicicleta de montaña básica y con unos años a sus espaldas, pero bien cuidada y mantenida por su dueño –Jorge- y suficiente como para obtener un buen resultado.


Optamos por un motor de buje trasero de 250W para cassette, un controlador de onda modificada que aporta suavidad y un display LCD6 de lo más completo que hay en el mercado, pues recoge todos los parámetros de interés, incluyendo la potencia instantánea del motor, el nivel de batería, la cadencia de pedaleo, la temperatura, etc. 

Estos controladores habitualmente son presentados por los vendedores como de onda sinusoidal pura, pero no lo son. Generan una corriente eléctrica que no es cuadrada (como los más básicos) pero tampoco sinusoidal como los mejores y que generan campos magnéticos en el bobinado del motor que empujan y atraen a las bobinas progresivamente. La onda en este caso es una aproximación a la sinusoidal y el resultado es bueno.  

                                                             Pruebas a la batería antes de la instalación

 El sensor de pedaleo lo instalamos lo más integrado posible y toda la electrónica la alojamos en una bolsa triangular pequeña en el cuadro, lo que permite que el conjunto quede muy bien integrado.

Le hemos dotado también de un sistema de corte de freno para que nada más frenar el motor corte, instantáneamente y sin retardo, lo que redunda en la seguridad y protege las punteras de la horquilla trasera, que de otro modo, si se frena con frecuencia con el motor en marcha terminan pagándolo. ha habido que adaptarlo a la maneta para que funcione correctamente.



El plato fuerte y alma del proyecto es una batería de Li Ion de 36V y 17.5Ah que hemos fabricado a partir de celdas Samsung 35E, por lo que es muy ligera y fiable y al llevar 5 elementos en paralelo de este tipo de celda, trabajará en todo momento muy desahogada lo que redundará en su durabilidad. La carcasa utilizada para alojarla es la más discreta también, por lo que no hay batería de esta capacidad que sea tan ligera y pequeña.



El conjunto permite afrontar rutas por el campo de unos 100Km en promedio y más si se asiste bien.

Esperamos que el amigo Jorge la disfrute a lo largo de muchas rutas intresantes.


Saludos.
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martes

Record de emisiones de CO2



Resultado de imagen de efecto invernaderoSe debe recordar que el aumento del CO2 en la atmósfera implica un incremento del efecto invernadero anómalo lo que equivale al aumento de la temperatura media del planeta con lo que ello significa de cara a la ruptura de los frágiles equilibrios medioambientales.
Durante estos días asistimos a un triste y peligroso record, cual es haber alcanzado la concentración más alta de CO2 en la atmósfera ¡de los últimos 800.000 años! con una cifra de 403,3 ppm. Piénsese que por ejemplo en 1960 era de solo unas 315 ppm, es decir, en poco más de 50 años se ha incrementado en casi un 30%.


Aunque las causas no son solo antrópicas –por ejemplo el fenómeno meteorológico de El Niño ha hecho este año que aumente la sequía en algunas áreas de su influencia lo que indirectamente supone una merma de la capacidad de absorción del CO2 por las plantas- es claro que un desmedido uso de combustibles fósiles están detrás de este aumento.

En este contexto es imprescindible reducir el uso de combustibles derivados del petróleo, el carbón o el gas y para ello, racionalizar el transporte y en ello juega un papel fundamental como venimos insistiendo una y otra vez, el uso de la bicicleta para los desplazamientos diarios y muy particularmente el  uso de la bicicleta eléctrica si su electricidad proviene de fuentes renovables.

Por ello es preciso que se fomente desde las Administraciones el uso de la bicicleta como medio de transporte, se apoye a los ciclistas y se dote a los pueblos y ciudades de las infraestructuras necesarias y muy particularmente de redes de carriles bici apropiados.

Solo si entendemos que la Tierra está en peligro y con ella también nuestra especie, nuestros hijos,  nuestros descendientes, estaremos en condiciones de valorar suficientemente el alcance del problema para sin tardanza, comenzar a dar pasos firmes en pro de su solución.
 

Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.