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Cargador de batería

Cargar una batería de automóvil de plomo-ácido de 12 V
Un teléfono móvil conectado a un adaptador de CA para cargar

Un cargador de batería , recargador o simplemente cargador , [1] [2] es un dispositivo que almacena energía en una batería haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ella. El protocolo de carga (cuánto voltaje o corriente durante cuánto tiempo y qué hacer cuando se completa la carga) depende del tamaño y tipo de batería que se está cargando. Algunos tipos de baterías tienen una alta tolerancia a la sobrecarga (es decir, carga continua después de que la batería se ha cargado por completo) y se pueden recargar conectándolas a una fuente de voltaje constante o a una fuente de corriente constante , según el tipo de batería.

Los cargadores simples de este tipo deben desconectarse manualmente al final del ciclo de carga. Otros tipos de baterías utilizan un temporizador para detenerse cuando se debe completar la carga. Otros tipos de baterías no pueden soportar la sobrecarga, dañarse (capacidad reducida, vida útil reducida), sobrecalentarse o incluso explotar. El cargador puede tener circuitos de detección de temperatura o voltaje y un controlador de microprocesador para ajustar de manera segura la corriente y el voltaje de carga, determinar el estado de carga y cortar al final de la carga. Los cargadores pueden elevar el voltaje de salida proporcionalmente a la corriente para compensar la impedancia en los cables. [3]

Un cargador lento proporciona una cantidad relativamente pequeña de corriente, sólo la suficiente para contrarrestar la autodescarga de una batería que está inactiva durante un largo tiempo. Algunos tipos de baterías no pueden tolerar la carga lenta; intentar hacerlo puede provocar daños. Las baterías de iones de litio no pueden soportar una carga lenta indefinida. [4] Los cargadores de batería lentos pueden tardar varias horas en completar una carga. Los cargadores de alta velocidad pueden restaurar la mayor parte de la capacidad mucho más rápido, pero pueden ser más de lo que algunos tipos de baterías pueden tolerar. Estas baterías requieren un control activo de la batería para protegerla de cualquier uso abusivo. [5] Lo ideal es que los vehículos eléctricos necesiten cargadores de alta velocidad. Para el acceso público, la instalación de dichos cargadores y su distribución es un tema en la propuesta de adopción de automóviles eléctricos.

Caja

Las tasas de carga y descarga a menudo se expresan como C o tasa C , que es una medida de la tasa a la que se carga o descarga una batería en relación con su capacidad. La tasa C se define como la corriente de carga o descarga dividida por la capacidad de la batería para almacenar una carga eléctrica. Aunque rara vez se indica explícitamente, la unidad de la tasa C es h −1 , equivalente a indicar la capacidad de la batería para almacenar una carga eléctrica en unidad de hora multiplicada por la corriente en la misma unidad que la corriente de carga o descarga. La tasa C nunca es negativa, por lo que si describe un proceso de carga o descarga depende del contexto.

Por ejemplo, para una batería con una capacidad de 500 mAh, una tasa de descarga de 5000 mA (es decir, 5 A) corresponde a una tasa C de 10 C, lo que significa que dicha corriente puede descargar 10 baterías de este tipo en una hora. Asimismo, para una misma batería una corriente de carga de 250 mA corresponde a una tasa C de C/2, lo que significa que esta corriente aumentará el estado de carga de esta batería en un 50% en una hora. [6]

El funcionamiento de corriente a través de las baterías genera calor interno, aproximadamente proporcional a la corriente involucrada (el estado actual de carga de una batería, su condición/historial, etc. también son factores). Si el proceso de carga es endotérmico (que en el caso de las baterías de Ni-Cd , mientras que la carga de baterías de hidruro metálico de níquel es exotérmica), el proceso de carga inicialmente enfría la batería, pero cuando alcanza la carga completa, el efecto de enfriamiento se detiene y la celda se calienta. arriba. Detectar un aumento de temperatura de 10 °C es una forma de determinar cuándo detener la carga. [7] Las celdas de batería que se han construido para permitir tasas de C más altas de lo habitual deben prever un mayor calentamiento.

Pero las altas calificaciones C son atractivas para los usuarios finales porque dichas baterías se pueden cargar más rápidamente y producen una mayor salida de corriente en uso. Las tasas C altas generalmente requieren que el cargador controle cuidadosamente los parámetros de la batería, como el voltaje y la temperatura de los terminales, para evitar la sobrecarga y, por tanto, daños a las celdas. Velocidades de carga tan altas sólo son posibles con algunos tipos de baterías. Otros resultarán dañados o posiblemente se sobrecalentarán o se incendiarán. Algunas baterías pueden incluso explotar. [8] Por ejemplo, la batería de plomo-ácido SLI (arranque, iluminación, encendido) de un automóvil conlleva varios riesgos de explosión . Un tipo más nuevo de cargador se conoce como cargador de estado sólido. Esto supera las limitaciones de las baterías líquidas .

Tipo

cargador sencillo

Un cargador sencillo para baterías de NiCd que genera 300 mA de 12 V CC

Un cargador simple funciona suministrando una fuente de alimentación de CC constante o de CC pulsada a una batería que se está cargando. Por lo general, un cargador simple no altera su salida según el tiempo de carga o la carga de la batería. Esta simplicidad significa que un cargador simple es económico, pero tiene sus ventajas y desventajas. Normalmente, un cargador simple cuidadosamente diseñado tarda más en cargar una batería porque está configurado para utilizar una velocidad de carga más baja (es decir, más segura). Aun así, muchas baterías que se dejan en un cargador simple durante demasiado tiempo se debilitarán o destruirán debido a la sobrecarga. Estos cargadores también varían en que pueden suministrar un voltaje constante o una corriente constante a la batería.

Los cargadores de baterías simples que funcionan con CA generalmente tienen una corriente y un voltaje de ondulación mucho más altos que otros tipos de cargadores de baterías porque su diseño y construcción son económicos. Generalmente, cuando la corriente de ondulación está dentro del nivel recomendado por el fabricante de una batería, el voltaje de ondulación también estará dentro del nivel recomendado. La corriente de ondulación máxima para una batería VRLA  típica de 12 V y 100  Ah es de 5 amperios. Siempre que la corriente de ondulación no sea excesiva (más de 3 a 4 veces el nivel recomendado por el fabricante de la batería), la vida útil esperada de una batería VRLA con carga ondulada estará dentro del 3% de la vida útil de una batería con carga de CC constante. [9]

Cargador rápido

Los cargadores rápidos utilizan circuitos de control para cargar rápidamente las baterías sin dañar ninguna de las celdas de la batería. El circuito de control puede estar integrado en la batería (generalmente para cada celda) o en la unidad de carga externa, o dividirse entre ambos. La mayoría de estos cargadores tienen un ventilador de refrigeración para ayudar a mantener la temperatura de las celdas en niveles seguros. La mayoría de los cargadores rápidos también son capaces de actuar como cargadores nocturnos estándar si se usan con celdas de NiMH estándar que no tienen circuitos de control especiales.

Cargador de tres etapas

Para acelerar el tiempo de carga y proporcionar una carga continua, un cargador inteligente intenta detectar el estado de carga y la condición de la batería y aplica un esquema de carga de 3 etapas. La siguiente descripción asume una batería de tracción de plomo ácido sellada a 25  °C. La primera etapa se denomina "absorción masiva"; la corriente de carga se mantendrá alta y constante y estará limitada por la capacidad del cargador. Cuando el voltaje de la batería alcanza su voltaje de desgasificación (2,22 voltios por celda), el cargador cambia a la segunda etapa y el voltaje se mantiene constante (2,40 voltios por celda). La corriente entregada disminuirá con el voltaje mantenido y cuando la corriente alcance menos de 0,005 C, el cargador ingresa a su tercera etapa y la salida del cargador se mantendrá constante en 2,25 voltios por celda. En la tercera etapa, la corriente de carga es muy pequeña, 0,005 C, y a este voltaje la batería se puede mantener con carga completa y compensar la autodescarga.

Cargador alimentado por inducción

Los cargadores de baterías inductivos utilizan inducción electromagnética para cargar las baterías. Una estación de carga envía energía electromagnética mediante un acoplamiento inductivo a un dispositivo eléctrico, que almacena la energía en las baterías. Esto se consigue sin necesidad de contactos metálicos entre el cargador y la batería. Los cargadores de baterías inductivos se utilizan habitualmente en cepillos de dientes eléctricos y otros dispositivos utilizados en los baños. Como no hay contactos eléctricos abiertos, no hay riesgo de electrocución. Actualmente se utiliza para cargar teléfonos inalámbricos.

Cargador inteligente

Ejemplo de cargador inteligente para pilas AA y AAA con display integrado para monitorización de estado

Un cargador inteligente puede responder al estado de una batería y modificar sus parámetros de carga en consecuencia, mientras que los cargadores "tontos" aplican un voltaje constante, posiblemente a través de una resistencia fija. No debe confundirse con una batería inteligente que contiene un chip de computadora y se comunica digitalmente con un cargador inteligente sobre el estado de la batería. Una batería inteligente requiere un cargador inteligente. Algunos cargadores inteligentes también pueden cargar baterías "tontas", que carecen de componentes electrónicos internos.

La corriente de salida de un cargador inteligente depende del estado de la batería. Un cargador inteligente puede monitorear el voltaje, la temperatura o el tiempo de carga de la batería para determinar la corriente de carga óptima o finalizar la carga. Para las baterías de Ni-Cd y NiMH , el voltaje de la batería aumenta lentamente durante el proceso de carga, hasta que la batería está completamente cargada. Después de eso, el voltaje disminuye debido al aumento de la temperatura, lo que indica a un cargador inteligente que la batería está completamente cargada. Estos cargadores suelen estar etiquetados como cargador ΔV, "delta-V" o, a veces, "pico delta", lo que indica que controlan el cambio de voltaje.

Esto puede provocar que incluso un cargador inteligente no detecte que las baterías ya están completamente cargadas y continúe cargándose, lo que puede provocar una sobrecarga. Muchos cargadores inteligentes emplean una variedad de sistemas de corte para evitar la sobrecarga. Un cargador inteligente típico carga rápidamente una batería hasta aproximadamente el 85% de su capacidad máxima en menos de una hora, luego cambia a carga lenta, que tarda varias horas en completar la batería hasta su capacidad total. [10]

Cargador accionado por movimiento

Una linterna de inducción lineal o "vibración" , cargada al agitarse a lo largo de su eje longitudinal, lo que hace que el imán (visible a la derecha) se deslice a través de una bobina de alambre (centro) para generar electricidad.

Varias empresas han comenzado a fabricar dispositivos que cargan baterías utilizando la energía del movimiento humano, como caminar. Un ejemplo, fabricado por Tremont Electric, consiste en un imán sostenido entre dos resortes que puede cargar una batería a medida que el dispositivo se mueve hacia arriba y hacia abajo. Estos productos aún no han logrado un éxito comercial significativo. [11]

Se ha creado un cargador de pedal para teléfonos móviles instalado en escritorios para su instalación en espacios públicos, como aeropuertos, estaciones de tren o universidades. Se han instalado en varios países de varios continentes. [12]

Cargador de pulsos

Algunos cargadores utilizan tecnología de impulsos , en la que una serie de impulsos eléctricos se alimentan a la batería . Los pulsos de CC tienen un tiempo de subida , un ancho de pulso, una tasa de repetición de pulso ( frecuencia ) y una amplitud estrictamente controlados . Esta tecnología funciona con cualquier tamaño y tipo de batería, incluidas las de automóvil y las reguladas por válvulas . [13] Con la carga por impulsos, se aplican altos voltajes instantáneos sin sobrecalentar la batería. En una batería de plomo-ácido , esto descompone los cristales de sulfato de plomo, lo que prolonga enormemente la vida útil de la batería. [14]

Varios tipos de cargadores de impulsos están patentados, [15] [16] [17], mientras que otros son hardware de código abierto . Algunos cargadores usan pulsos para verificar el estado actual de la batería cuando el cargador se conecta por primera vez, luego usan carga de corriente constante durante la carga rápida y luego usan el modo de pulso para cargarla lentamente. [18] Algunos cargadores utilizan "carga por impulsos negativos", también llamada "carga refleja" o "carga por eructos". Estos cargadores utilizan pulsos de corriente tanto positivos como breves negativos. No hay pruebas significativas de que la carga por impulsos negativos sea más eficaz que la carga por impulsos ordinaria.

Cargador solar

Cargador Solar Varta  Modelo 57082 con dos baterías recargables Ni-MH de 2100 mAh

Los cargadores solares convierten la energía luminosa en corriente continua de bajo voltaje . Generalmente son portátiles, pero también pueden montarse de forma fija. Los cargadores solares de montaje fijo también se conocen como paneles solares . Estos suelen estar conectados a la red eléctrica a través de circuitos de control e interfaz, mientras que los cargadores solares portátiles se utilizan fuera de la red (es decir, automóviles , barcos o vehículos recreativos ).

Aunque los cargadores solares portátiles obtienen energía únicamente del sol, pueden cargarse con poca luz, como al atardecer. Los cargadores solares portátiles se utilizan a menudo para la carga lenta , aunque algunos pueden recargar completamente las baterías.

Cargador basado en temporizador

La salida de un cargador temporizador finaliza después de un intervalo de tiempo predeterminado. Los cargadores con temporizador eran el tipo más común de celdas de Ni-Cd de alta capacidad a fines de la década de 1990 para cargar celdas de Ni-Cd de consumo de baja capacidad. A menudo, se puede comprar un cargador con temporizador y un juego de baterías como un paquete y el tiempo del cargador se establece específicamente para esas baterías. Si se cargan baterías de menor capacidad, se sobrecargarán, y si las baterías de mayor capacidad se cargan con temporizador, no alcanzarán su capacidad total. Los cargadores basados ​​en temporizadores también tenían el inconveniente de que cargar baterías que no estaban completamente descargadas provocaría una sobrecarga.

Cargador lento

Un cargador lento suele ser de baja corriente (normalmente entre 5 y 1500 mA). Generalmente se utilizan para cargar baterías de pequeña capacidad (2–30 Ah). También se utilizan para mantener baterías de mayor capacidad (> 30 Ah) en coches y barcos. En aplicaciones más grandes, la corriente del cargador de batería sólo es suficiente para proporcionar corriente lenta. Dependiendo de la tecnología del cargador lento, se puede dejar conectado a la batería indefinidamente. Algunos tipos de baterías no son adecuados para la carga lenta. Por ejemplo, la mayoría de las baterías de iones de litio no se pueden cargar de forma segura y pueden provocar un incendio o una explosión.

Cargador-analizador de baterías universal

Los cargadores más sofisticados se utilizan en aplicaciones críticas (por ejemplo, baterías militares o de aviación). Estos sistemas automáticos de "carga inteligente" de alta resistencia se pueden programar con ciclos de carga complejos especificados por el fabricante de la batería. Los mejores son universales (es decir, pueden cargar todo tipo de baterías) e incluyen funciones automáticas de prueba y análisis de capacidad.

Cargador basado en USB

Toma de corriente de Australia y Nueva Zelanda con toma de cargador USB
Cargador de baterías de litio de 1,5 V y su cable de alimentación .

Dado que la especificación Universal Serial Bus proporciona alimentación de cinco voltios, es posible utilizar un cable USB para conectar un dispositivo a una fuente de alimentación. Los productos basados ​​en este enfoque incluyen cargadores para teléfonos celulares , reproductores de audio digitales portátiles y tabletas . Pueden ser dispositivos periféricos USB totalmente compatibles o cargadores simples y no controlados.Otro tipo de cargador USB llamado "batería USB (recargable)" se instala en la caja de las baterías estándar (1,5 V AA, C, D y bloque de 9 V) junto con una batería recargable de iones de litio, un convertidor de voltaje y un conector USB. .

Banco de energía

Banco de energía USB de una sola celda
Banco de energía con pantalla digital del estado de carga

Un banco de energía o baterías es un dispositivo portátil que almacena energía en su batería incorporada. Los bancos de energía se fabrican en varios tamaños y generalmente se basan en baterías de iones de litio. Un banco de energía contiene celdas de batería y un circuito convertidor de voltaje. El convertidor interno CC-CC gestiona la carga de la batería y convierte el voltaje de la batería al voltaje de salida deseado. La capacidad anunciada en el producto en muchos casos se basa en la capacidad de las celdas internas; sin embargo, los mAh teóricos disponibles para la salida dependen del voltaje de salida. El circuito de conversión tiene algunas pérdidas de energía, por lo que la producción real es menor que la teórica. [19] [20] Los mAh teóricos de una batería externa de 3,7 V con salida de 5 V son el 74% de la clasificación de mAh de la batería. El RavPower RP-PB41 con una capacidad anunciada de 26.800 mAh que fue evaluado en la revista tiene una capacidad teórica de 19.832 mAh, aunque la capacidad entregada fue de 15.682 mAh, el 78% del valor teórico. Los autores atribuyeron la diferencia a la resistencia interna en la batería y a las pérdidas del convertidor. [20] La placa de circuito puede contener características adicionales como protección contra sobredescarga, apagado automático y LED de indicación del nivel de carga. [21] [22] Los bancos de energía pueden detectar una conexión y encenderse automáticamente. Si la carga actual está por debajo de un umbral específico del modelo durante un período específico, un banco de energía puede apagarse automáticamente. [23]

Algunos bancos de energía pueden entregar energía de forma inalámbrica , algunos están equipados con una linterna LED para una iluminación informal a corta distancia cuando sea necesario, y algunos tienen una función de carga de paso que permite proporcionar energía a través de sus puertos USB mientras se cargan ellos mismos simultáneamente . [24] Algunos bancos de energía más grandes tienen conectores de CC (o conectores de barril ) para mayores demandas de energía, como las computadoras portátiles .

Restricciones de viajes aéreos

Según las regulaciones de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. , los bancos de energía en los Estados Unidos no están permitidos en el equipaje facturado. Se permiten baterías portátiles de hasta 100 Wh como equipaje de mano y aquellas de 101 Wh a 160 Wh se permiten con la aprobación de la aerolínea. [25]

Cajas de batería

Los estuches para baterías son pequeños bancos de energía conectados a la parte posterior de un teléfono móvil como si fueran un estuche . La energía puede entregarse a través de los puertos de carga USB, [26] o de forma inalámbrica . [27] También existen estuches para baterías en forma de accesorio de agarre para cámara, como lo fue el Nokia Lumia 1020 . [28] Para los teléfonos móviles con tapa trasera extraíble, existen baterías extendidas . Se trata de baterías internas más grandes conectadas con una cubierta trasera dedicada y más espaciosa que reemplaza a la predeterminada. Una desventaja es la incompatibilidad con otras fundas de teléfono mientras están colocadas. [29]

Alquiler/intercambio

En algunas partes del mundo, existen servicios de suscripción o alquiler de bancos de energía basados ​​en quioscos. Los clientes pagan por el uso del banco de energía durante un período de tiempo específico y devuelven el banco de energía agotado al quiosco. [30] En un caso con una marca llamada FuelRod, se vendió a un precio elevado en varios parques de diversiones con el entendimiento de que obtenían un beneficio de intercambio gratuito en los lugares participantes. [31] FuelRod tomó medidas para suspender el libre intercambio en 2019 y resultó en una demanda colectiva que llegó a un acuerdo según el cual los primeros usuarios tendrían privilegios de libre intercambio. [32]

Cargador CC-CC

Se utiliza para cargar una batería con otra batería del mismo voltaje.

Cargador solar

Aplicaciones

Dado que un cargador de baterías está diseñado para conectarse a una batería, es posible que no tenga regulación de voltaje ni filtrado de la salida de voltaje CC; es más barato hacerlos así. Los cargadores de baterías equipados con regulación y filtrado de voltaje a veces se denominan eliminadores de baterías .

Cargador de baterias para vehiculos

Hay dos tipos principales de cargadores utilizados para vehículos:

Los cargadores para baterías de automóviles tienen diferentes clasificaciones. Se pueden usar cargadores de hasta dos amperios para mantener la carga en baterías de vehículos estacionados o para baterías pequeñas en tractores de jardín o equipos similares. Un automovilista puede tener un cargador de unos pocos amperios a diez o quince amperios para el mantenimiento de las baterías de los automóviles o para recargar la batería de un vehículo que se haya descargado accidentalmente. Las estaciones de servicio y talleres comerciales contarán con un cargador de gran tamaño para cargar completamente una batería en una o dos horas; A menudo, estos cargadores pueden generar brevemente los cientos de amperios necesarios para arrancar el motor de arranque de un motor de combustión interna.

baterías de vehículos eléctricos

Los cargadores de baterías para vehículos eléctricos (ECS) vienen en una variedad de marcas y características. Estos cargadores varían desde 1 kW hasta 7,5 kW con una tasa de carga máxima. Algunos usan curvas de carga algorítmicas, otros usan voltaje y corriente constantes. Algunos son programables por el usuario final a través de un puerto CAN , algunos tienen diales para voltaje y amperaje máximos, algunos están preestablecidos para el voltaje, amperios-hora y química específicos del paquete de baterías. Los precios oscilan entre $400 y $4500. Una batería de 10 amperios hora podría tardar 15 horas en alcanzar un estado de carga completa desde una condición completamente descargada con un cargador de 1 amperio, ya que requeriría aproximadamente 1,5 veces la capacidad de la batería. Las estaciones de carga públicas para vehículos eléctricos proporcionan 6 kW (potencia principal de 208 a 240 V CA en un circuito de 40 amperios). 6 kW recargarán un vehículo eléctrico aproximadamente seis veces más rápido que una carga nocturna de 1 kW. La carga rápida da como resultado tiempos de recarga aún más rápidos y está limitada únicamente por la energía de CA disponible, el tipo de batería y el tipo de sistema de carga. [33]

Los cargadores de vehículos eléctricos a bordo (cambie la alimentación de CA a CC para recargar el paquete del vehículo eléctrico) pueden ser:

Los cargadores con corrección del factor de potencia (PFC) pueden acercarse más a la corriente máxima que el enchufe puede entregar, acortando el tiempo de carga.

Estaciones de carga

Project Better Place implementó una red de estaciones de carga y subsidió los costos de las baterías de los vehículos mediante arrendamientos y créditos hasta que se declaró en quiebra en mayo de 2013.

Cargador auxiliar diseñado para adaptarse a una variedad de dispositivos propietarios

Carga por inducción

Investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) han desarrollado un sistema de transporte eléctrico, llamado Vehículo Eléctrico en Línea (OLEV), donde los vehículos obtienen su energía necesaria de cables debajo de la superficie de la carretera mediante carga inductiva , una fuente de energía. se coloca debajo de la superficie de la carretera y la energía se recoge de forma inalámbrica en el propio vehículo. [34]

Cargador de teléfono móvil

Cargador para tomas de corriente auxiliares de automóvil.
Máquina de carga de teléfonos móviles
Un cargador Xiaomi MDY-11-EP1 con soporte de carga rápida

La mayoría de los cargadores de teléfonos móviles no son realmente cargadores, sólo adaptadores de corriente que proporcionan una fuente de energía para el circuito de carga que casi siempre se encuentra dentro del teléfono móvil. Los más antiguos son notoriamente diversos y tienen una amplia variedad de estilos y voltajes de conectores de CC , la mayoría de los cuales no son compatibles con teléfonos de otros fabricantes o incluso con diferentes modelos de teléfonos de un solo fabricante.

Algunos modelos de gama alta cuentan con múltiples puertos y están equipados con una pantalla que indica la corriente de salida . [35] Algunos admiten protocolos de comunicación para parámetros de carga, como Qualcomm Quick Charge o MediaTek Pump Express . Los cargadores para tomas de corriente auxiliares de automóviles de 12 V pueden admitir voltajes de entrada de hasta 24 o 32 V CC para garantizar la compatibilidad y, en ocasiones, están equipados con una pantalla para monitorear la corriente o el voltaje del sistema eléctrico del vehículo. [36]

China, la Unión Europea y otros países están elaborando un estándar nacional sobre cargadores de teléfonos móviles que utilizan el estándar USB . [37] En junio de 2009, 10 de los mayores fabricantes de teléfonos móviles del mundo firmaron un Memorando de Entendimiento para desarrollar especificaciones y soportar una fuente de alimentación externa común (EPS) equipada con microUSB para todos los teléfonos móviles con capacidad de datos vendidos en la UE. [38] El 22 de octubre de 2009, la Unión Internacional de Telecomunicaciones anunció que microUSB sería el estándar para un cargador universal para teléfonos móviles. [39]

Plantas de baterías estacionarias

Las instalaciones de telecomunicaciones, energía eléctrica y suministro ininterrumpido de energía informática pueden tener bancos de baterías de reserva muy grandes (instalados en salas de baterías ) para mantener cargas críticas durante varias horas durante las interrupciones de la energía de la red primaria. Dichos cargadores están instalados permanentemente y equipados con compensación de temperatura, alarmas de supervisión para diversas fallas del sistema y, a menudo, fuentes de alimentación independientes redundantes y sistemas rectificadores redundantes.

Los cargadores para plantas de baterías estacionarias pueden tener regulación y filtración de voltaje adecuadas y capacidad de corriente suficiente para permitir que la batería se desconecte para mantenimiento, mientras el cargador suministra la carga del sistema de corriente continua (CC). La capacidad del cargador se especifica para mantener la carga del sistema y recargar una batería completamente descargada en, digamos, 8 horas u otros intervalos.

Prolongando la duración de la batería

Un cargador diseñado adecuadamente puede permitir que las baterías alcancen su ciclo de vida completo. El exceso de corriente de carga, la sobrecarga prolongada o la inversión de celdas en un paquete de varias celdas causan daños a las celdas y limitan la esperanza de vida de una batería.

La mayoría de los teléfonos móviles , portátiles y tabletas modernos , y la mayoría de los vehículos eléctricos, utilizan baterías de iones de litio . [40] Estas baterías duran más si se cargan con frecuencia; descargar completamente las celdas degradará su capacidad con relativa rapidez, pero la mayoría de estas baterías se utilizan en equipos que pueden detectar la proximidad de la descarga total y suspender el uso del equipo. [ cita necesaria ] Cuando se almacenan después de cargarlas, las celdas de las baterías de litio se degradan más mientras están completamente cargadas que si solo están cargadas entre un 40% y un 50%. Como ocurre con todos los tipos de baterías, la degradación también se produce más rápidamente a temperaturas más altas.

La degradación de las baterías de iones de litio es causada por un aumento de la resistencia interna de la batería, a menudo debido a la oxidación de la celda . Esto disminuye la eficiencia de la batería, lo que resulta en menos corriente neta disponible para extraer de la batería. [ cita necesaria ] Sin embargo, si las celdas de iones de litio se descargan por debajo de un cierto voltaje, se produce una reacción química que las hace peligrosas si se recargan, razón por la cual muchas baterías de este tipo en bienes de consumo ahora tienen un "fusible electrónico" que las desactiva permanentemente si el El voltaje cae por debajo de un nivel establecido. El circuito de fusible electrónico extrae una pequeña cantidad de corriente de la batería, lo que significa que si se deja la batería de una computadora portátil durante mucho tiempo sin cargarla y con un estado de carga inicial muy bajo , la batería puede destruirse permanentemente.

Los vehículos motorizados, como barcos, vehículos recreativos, vehículos todo terreno, motocicletas, automóviles, camiones, etc., han utilizado baterías de plomo-ácido . Estas baterías emplean un electrolito de ácido sulfúrico y generalmente se pueden cargar y descargar sin mostrar efecto memoria, aunque con el tiempo se producirá sulfatación (una reacción química en la batería que deposita una capa de sulfatos en el plomo). Por lo general, las baterías sulfatadas simplemente se reemplazan por baterías nuevas y las viejas se reciclan. Las baterías de plomo-ácido tendrán una vida útil sustancialmente más larga cuando se utilice un cargador de mantenimiento para "cargar flotando" la batería. Esto evita que la batería esté alguna vez por debajo del 100% de carga, evitando que se forme sulfato. Se debe utilizar un voltaje de flotación con compensación de temperatura adecuada para lograr los mejores resultados.

Ver también

Referencias

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