martes

Perdida de calor en las baterías por efecto Joule




Resultado de imagen de baterias y efecto jouleLas celdas que utilizamos para fabricar las baterías de las bicicletas o de cualquier otro vehículo eléctrico, están formadas por celdas de Li Ion de primera calidad, pero aún así poseen una resistencia interna, que para calidades adecuadas está en el entorno de los 50mΩ por celda. Todas esas resistencias internas implican pérdida de energía en forma de calor de acuerdo al efecto Joule, que establece que el calor perdido es igual al producto de la resistencia por el cuadrado de la intensidad.

 Diagrama de batería de bicicleta y cálculos relacionados con las pérdidas

A esta resistencia hay que sumar la de las tiras de níquel que utilizamos para unir las celdas en grupos en paralelo y en serie y los cables de cobre que también pueden apoyar estas uniones o los propios cables de cobre que salen de la batería, pues estos materiales aunque poseen resistividades muy bajas (el cobre tres veces más baja que el níquel) aportan una resistencia global del orden de los 250mΩ en el caso de una batería de 36V con configuración 10S5P con forma de prisma rectangular.

 Cálculos concretos para una batería de configuración 10S5P

Esta resistencia aparentemente baja, genera sus efectos en el funcionamiento del sistema, entre los que podemos destacar:

-Una caída de tensión adicional de unos 2,5V.
-Un calor perdido por cada hora de unos 3Wh lo que supone casi medio km menos que vamos a poder hacer.
-Una potencia perdida de unos 3W.

Y algo muy delicado, como es el aumento de temperatura de la batería, con el consiguiente descenso de su rendimiento y aumento de su deterioro interno.

Teniendo en cuenta que la resistencia de un conductor es inversamente a su sección, todo lo anterior justifica que utilicemos cobre y níquel de una sección adecuada y que establezcamos suficientes puentes de unión entre las celdas y los grupos en paralelo, pues ello reducirá las pérdidas y aumentará la vida de nuestras baterías.

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