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Introducción a las baterías de equipos eléctricos, parte 1: tecnologías tradicionales
18 junio 2024
Nota del editor: el siguiente artículo fue aportado en exclusiva a Power Progress por , de Reading, Pensilvania, y editado por razones de extensión y estilo. Es parte de una serie de tres partes de EnerSys sobre la comprensión de la tecnología de baterías para equipos y vehículos eléctricos.
El motor de combustión interna (ICE) ha sido un caballo de batalla confiable desde que fue patentado hace más de 200 años. Sin embargo, el ICE está siendo objeto de un escrutinio cada vez mayor debido a los mandatos legislativos sobre emisiones, los precios fluctuantes del combustible, los costosos requisitos de mantenimiento del motor e incluso las preocupaciones sobre la salud relacionadas con las emisiones. Como resultado, muchos fabricantes de equipos originales (OEM) han estado adoptando cada vez más un enfoque eléctrico a batería (BE) para equipos, como carretillas elevadoras y equipos para el cuidado del piso.
Durante la última década, las opciones de baterías en el mercado se han ampliado para satisfacer una variedad de aplicaciones para equipos industriales, desde las tradicionales baterías de plomo-ácido hasta opciones más avanzadas, como las baterías de iones de litio y de plomo-ácido de placa delgada.
Para optimizar el rendimiento de una flota, los fabricantes de equipos originales y los administradores de equipos deben considerar todos los aspectos de la aplicación antes de elegir la batería adecuada. Estas consideraciones incluyen las demandas de energía, la duración de la vida útil del equipo, los términos del contrato de arrendamiento del equipo y las limitaciones de espacio para el mantenimiento y el almacenamiento de baterías de repuesto.
En este artículo, que se publicará en tres partes y que trata sobre las diferentes tecnologías de baterías y sus aplicaciones, se analizará la batería de plomo-ácido inundada tradicional. Este tipo de batería sigue siendo una tecnología sólida, probada y confiable que se utiliza hoy en día para muchas aplicaciones de vehículos y equipos industriales. Tiene algunas limitaciones de rendimiento, pero aún se considera una excelente opción para muchas flotas.
Introducción al ácido de plomo
La batería tradicional de plomo-ácido inundada consta de placas de plomo sumergidas en una solución de electrolito líquido. Se utilizaron por primera vez para alimentar las luces de los vagones de tren a fines del siglo XIX. Hoy, son la opción estándar para el arranque de motores en vehículos de carretera, como automóviles, camiones y motocicletas.

No pasó mucho tiempo antes de que las empresas comenzaran a probar baterías como fuente de energía principal en vehículos industriales y, en 1906, el ferrocarril de Pensilvania introdujo los primeros camiones de plataforma alimentados por batería para mover equipaje en una estación de tren.
A medida que las baterías de plomo-ácido inundadas se volvieron más baratas y más fáciles de conseguir en la década de 1990, muchos de los principales fabricantes de carretillas elevadoras introdujeron nuevas máquinas alimentadas por batería para aplicaciones de manipulación de materiales en interiores. Las baterías también se utilizan comúnmente para alimentar equipos de cuidado de pisos y vehículos utilitarios, como carros eléctricos, tractores de remolque y transportadores de carga.
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Las baterías tradicionales de plomo-ácido inundadas son una opción popular para los equipos industriales porque son la tecnología de baterías más probada. También tienen un costo menor que otras opciones de baterías y están disponibles fácilmente a través de muchos fabricantes de baterías.
Hay una variedad de baterías de plomo-ácido inundadas disponibles, cada una de las cuales ofrece diferentes voltajes, potencias de salida y capacidades para satisfacer necesidades de aplicaciones específicas.
Si bien son muy confiables, estas baterías tienen algunas desventajas, como una densidad de almacenamiento de energía limitada, que las hacen más adecuadas para aplicaciones de trabajo más liviano.
Densidad de potencia
Las baterías de plomo-ácido inundadas se cargan más lentamente que otras tecnologías. Para equipos industriales y aplicaciones de montacargas, están diseñadas para funcionar hasta un nivel de carga de aproximadamente el 20 por ciento antes de necesitar de 10 a 16 horas para recargarse y enfriarse por completo.
En el caso de aplicaciones de mayor exigencia que no pueden permitirse este tiempo de inactividad por carga, las baterías se pueden cambiar entre turnos. Sin embargo, se trata de un proceso que lleva mucho tiempo y requiere la compra y el almacenamiento de baterías adicionales.
á mantenimiento
Las baterías de plomo-ácido inundadas suelen requerir un nivel de mantenimiento más alto que las tecnologías de baterías más avanzadas. Por ejemplo, se debe agregar agua semanalmente hasta alcanzar el nivel adecuado. El exceso o la falta de agua provocarán daños y reducirán la vida útil de la batería.
Además, deben ecualizarse periódicamente cargándolas a un voltaje superior al recomendado. Esto elimina los cristales de sulfato que pueden acumularse con el tiempo. Una ecualización inadecuada puede provocar la acumulación de cristales que reduce la capacidad de la batería.
Debido a que este mantenimiento puede resultar en tiempos de inactividad prolongados, muchos usuarios optan por conservar y mantener baterías de respaldo.
Opciones de carga rápida
Las baterías de plomo-ácido inundadas de carga rápida se introdujeron en la década de 1970 como la solución ideal para equipos de uso intensivo. Cuentan con la misma tecnología que las baterías de plomo-ácido tradicionales, pero utilizan conectores entre celdas mejorados y otros componentes para permitir una carga más rápida y agresiva.

El coste inicial de las baterías de carga rápida suele ser un poco más elevado que el de sus homólogas tradicionales. Son más eficaces cuando se combinan con cargadores de batería exprés, que también tienen un coste ligeramente superior al de los cargadores de batería estándar.
Sin embargo, las baterías de carga rápida permiten a los usuarios aprovechar la carga de oportunidad durante los descansos laborales y otras interrupciones, minimizando la necesidad de los períodos de carga más largos que requieren las baterías de plomo-ácido tradicionales.
Dado que las baterías de carga rápida soportan un uso más intenso, el mantenimiento adecuado es aún más crítico. Por ejemplo, aún requieren ecualización y la adición de agua. También ofrecen una densidad energética más baja, lo que las hace más adecuadas para aplicaciones de uso medio.
Las baterías de carga rápida tienen una vida útil promedio de 2 a 4 años, según el nivel de uso y los programas de mantenimiento. En comparación, una batería de plomo-ácido inundada tradicional tiene una vida útil típica de 3 a 6 años, nuevamente, dependiendo del uso y el mantenimiento.
La segunda parte de esta serie de artículos abordará tecnologías de baterías más avanzadas.
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