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Introducci贸n a las bater铆as de equipos el茅ctricos, parte 2: tecnolog铆as avanzadas
03 julio 2024
Nota del editor: el siguiente art铆culo fue aportado en exclusiva a Power Progress por el fabricante de bater铆as EnerSys, de Reading, Pensilvania, y editado por razones de extensi贸n y estilo. Es parte de una serie de tres partes de EnerSys sobre la comprensi贸n de la tecnolog铆a de bater铆as para equipos y veh铆culos el茅ctricos.
Durante las 煤ltimas d茅cadas, las preocupaciones sobre las emisiones, los precios del combustible, los costos de mantenimiento y la eficiencia general han provocado que los equipos industriales el茅ctricos a bater铆a (BE) reemplacen constantemente a los equipos impulsados por motores de combusti贸n interna (ICE).
Como , las bater铆as de plomo-谩cido inundadas tradicionales han demostrado ser fuentes de energ铆a para muchas aplicaciones industriales, como carretillas elevadoras y equipos para el cuidado del piso. Sin embargo, tienen algunas limitaciones en cuanto a densidad de potencia y mantenimiento.
Para solucionar estas deficiencias, recientemente han surgido tecnolog铆as de bater铆as m谩s avanzadas, como las de plomo puro de placa delgada (TPPL) y las de iones de litio, que cada vez son m谩s populares para muchas aplicaciones industriales y de comercio electr贸nico. Pueden dar respuesta a aplicaciones m谩s exigentes en las que las bater铆as de plomo-谩cido tradicionales no son suficientes.
Al eliminar el mantenimiento y brindar un mayor rendimiento que las bater铆as de plomo-谩cido inundadas tradicionales, las bater铆as TPPL y de iones de litio se est谩n convirtiendo cada vez m谩s en las fuentes de energ铆a preferidas para carretillas elevadoras, cuidado de pisos y otros equipos de servicios p煤blicos.
罢别肠苍辞濒辞驳铆补 TPPL probada
Aunque la bater铆a TPPL es relativamente nueva en aplicaciones de veh铆culos industriales, es una tecnolog铆a probada desde la d茅cada de 1970. Las placas de plomo puro al 99 por ciento aceleran la transferencia de energ铆a durante per铆odos de carga m谩s cortos. Mientras tanto, las placas m谩s delgadas proporcionan una superficie m谩xima para una transferencia de energ铆a m谩s r谩pida y ganancias, as铆 como un aumento en la densidad de almacenamiento de energ铆a.
Variedad de bater铆as TPPL. (Foto: EnerSys)La tecnolog铆a TPPL se desarroll贸 originalmente para aplicaciones militares de misi贸n cr铆tica que requer铆an energ铆a confiable y una carga m谩s r谩pida. Por ello, estas bater铆as se adoptaron r谩pidamente para aplicaciones de manipulaci贸n y almacenamiento de materiales.
En la actualidad, las bater铆as TPPL est谩n disponibles en una variedad de capacidades de potencia y configuraciones. Tienen una densidad de potencia ligeramente mayor que las bater铆as de plomo-谩cido inundadas, por lo que se recomiendan para aplicaciones de trabajo ligero a mediano.
Las mayores ventajas de las bater铆as TPPL son su capacidad de carga r谩pida y su falta de mantenimiento. Por ejemplo, las bater铆as TPPL no requieren agua, lavado ni ecualizaciones prolongadas, lo que las hace ideales para los propietarios de flotas que desean reducir el consumo de agua y eliminar la mano de obra para el mantenimiento.
Adem谩s, durante per铆odos prolongados de inactividad, normalmente es necesario cargarlos cada 6 meses sin reducir la vida 煤til de la bater铆a.
Por 煤ltimo, las bater铆as TPPL no requieren largos periodos de carga. Se pueden enchufar siempre que el equipo no est茅 en uso, como durante los descansos, entre turnos y en otros per铆odos de inactividad.
La esperanza de vida t铆pica de una bater铆a TPPL es de 4 a 5 a帽os, dependiendo de la intensidad de uso.
Todo sobre los iones de litio
Si bien son una tecnolog铆a relativamente nueva en aplicaciones de carretillas elevadoras y equipos de cuidado de pisos, las bater铆as de iones de litio son bien conocidas por su uso en productos electr贸nicos de consumo y veh铆culos el茅ctricos.
Existen m煤ltiples enfoques para la qu铆mica de iones de litio, y las versiones principales que se utilizan en equipos de manipulaci贸n de materiales y aplicaciones industriales son el fosfato de hierro y litio (LFP) y el n铆quel, manganeso y cobalto (NMC). La industria automotriz depende principalmente del NMC debido a su capacidad superior para absorber y almacenar energ铆a, lo que permite una carga m谩s r谩pida y tiempos de funcionamiento m谩s prolongados entre cargas.
Las bater铆as de iones de litio son especialmente adecuadas para uso intensivo en aplicaciones de equipos debido a su eficiencia de carga significativamente mayor que las bater铆as de plomo-谩cido inundadas tradicionales. Al igual que las TPPL, las bater铆as de iones de litio est谩n dise帽adas para cargas ocasionales cuando el equipo no est谩 en uso. Tampoco requieren mantenimiento de rutina, como agregar agua o ecualizar.
Sin embargo, uno de los mayores desaf铆os que presenta el uso de bater铆as de iones de litio es tambi茅n lo que las hace tan atractivas: su alta densidad energ茅tica. Esto, sumado a su elevada capacidad de procesamiento de energ铆a, puede requerir una infraestructura el茅ctrica m谩s robusta para permitir una carga adecuada.
Tambi茅n requieren controles espec铆ficos para su funcionamiento seguro. Un sistema de gesti贸n de bater铆as (BMS), que es una peque帽a computadora de a bordo dise帽ada para la bater铆a espec铆fica, generalmente monitorea y controla la actividad de la bater铆a. Es esencial para la seguridad de las bater铆as de iones de litio.
Se sabe que las bater铆as de iones de litio mal dise帽adas con controles BMS cuestionables generan riesgos de seguridad. La mejor manera de evitar estos problemas es utilizar un sistema dise帽ado integralmente que est茅 compuesto por la bater铆a, el BMS y el cargador. Adem谩s, todos los componentes del sistema deben estar claramente certificados por grupos externos acreditados, como Underwriters Laboratories (UL), Conformit茅 Europ茅enne (CE), la Organizaci贸n Internacional de Normalizaci贸n (ISO) y otros.
Los posibles riesgos de seguridad pueden provocar que algunos proveedores de seguros rechacen la cobertura o exijan cl谩usulas, inspecciones o verificaciones adicionales antes de asegurar una instalaci贸n que utilice equipos con bater铆as de iones de litio.
Las bater铆as de iones de litio tienen una vida 煤til t铆pica de 5 a 7 a帽os dependiendo del uso.
La tercera parte de esta serie de art铆culos analizar谩 las consideraciones para elegir las tecnolog铆as de bater铆a adecuadas para diferentes aplicaciones.
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