Hablemos de baterías para automoción…

Las baterías almacenan la electricidad que generan el alternador o el motor eléctrico. En un vehículo con motor de combustión (de toda la vida), el alternador carga la batería y la electricidad que se guarda en ella se utiliza para alimentar a todos los consumidores eléctricos (luces, bocina, radio, limpias, etc) cuando el motor térmico está parado.

Gracias a ella, el motor de arranque recibe electricidad y puede comenzar a girar para que el motor térmico pueda arrancar.

En un vehículo híbrido la cosa cambia un poco.

Aquí existen dos baterías, la de alta tensión (HV) y la de baja tensión que viene a ser igual que en un vehículo convencional. En este caso, la batería de alta tensión alimenta al motor eléctrico que, si es un híbrido enchufable, también es capaz de mover el coche por sí solo. Aquí, cuando el coche desciende una pendiente, el motor eléctrico funciona como generador y recarga la batería HV.

Vamos a explorar los tipos más comunes de baterías utilizadas en vehículos, sus características y lo que debes saber para seleccionar la más adecuada.

Tipos de baterías para automoción

• Plomo-ácido:
  • Estas baterías están formadas por una carcasa de plástico con departamentos internos llamados vasos (6 para baterías de 12V) dentro de los cuales se montan unas placas de plomo y calcio. En cada vaso existen placas positivas y negativas y están intercaladas entre sí y separadas entre ellas por una rejilla porosa. Estas placas están bañadas en electrolito líquido que viene a ser una mezcla de ácido sulfúrico y agua destilada.
  • Dentro de la batería, el plomo de las placas reacciona con el sulfato del electrolito cuando la conectamos a un consumidor. Así puede salir intensidad de la batería y esta empieza a descargarse. En este caso se forma sulfato de plomo en las placas.
  • Este proceso es reversible y cuando el alternador comienza a cargar la batería, el sulfato se descompone de las placas y vuelve a pasar al electrolito. De esta forma se carga la batería. Este proceso se repite cíclicamente hasta que la batería se va degradando.

• Baterías de Gel:
  • Las baterías de gel son muy parecidas a las anteriores, pero en aquí el electrolito no es líquido, si no que es un gel. Son baterías completamente selladas y son más resistentes a las vibraciones que tiene el vehículo durante la marcha. Así se evitan fugas y posibles derrames de electrolito. Recuerda que el electrolito lleva ácido sulfúrico y si se escapa puede ser muy peligroso tanto para la piel, ojos y demás como para cualquier material que toque, lo dañará.
  • En el vehículo se utilizan este tipo de baterías cuando se montan dentro del habitáculo, (debajo de los asientos o en el maletero) ya que en caso de accidente hay menos riesgo de daños por salpicaduras de electrolito.
• EFB y EFB+ (Enhanced Flooded Battery):
  • Estas son como las de plomo-ácido pero mejoradas ya que se emplean para los vehículos que llevan sistemas de Start-Stop. Si, este sistema que solamente sirve para pasar las normas anticontaminación y te obliga a llevar un motor de arranque y una batería reforzados. Las EFB son más “fuertes” y pueden aguantar descargas más profundas.
  • Para conseguir esto, llevan placas internas mejores, más resistentes, con menos facilidad para corroerse  y con materia activa más densa. También tienen unos separadores entre placas mejorados para reducir la resistencia interna de la batería e incluso pueden llevar un recubrimiento de carbono en las placas negativas para mejorar la eficiencia durante la carga.
  • Las EFB+ tienen mayor resistencia a descargas puesto que sus placas son aún más densas y con materiales de mayor calidad.
  • Lo importante es que recuerdes que, si un vehículo lleva esta batería de serie, no debes montarle una de plomo ácido convencional ni una de gel, debe ser del mismo tipo o superior como la de tipo AGM que te explico ahora. Además, estas baterías llevan generalmente un gestor de carga por lo que debes decirle a la unidad de control que la has sustituido para optimizar el proceso de carga. Si no lo haces, la batería te durará menos y no son precisamente baratas.

• AGM (Absorbent Glass Mat):
  • Estas baterías las montan los coches con sistema Start-Stop más avanzados y con muchos elementos eléctricos. También las montan muchas motos actuales.
  • Aguantan mejor todavía los ciclos intensos de descarga que se producen cuando circulamos por ciudad y el sistema Start-Stop se activa en cada semáforo en rojo que nos encontramos.
  • Su tecnología es como la de plomo-ácido pero con mejoras ya que el electrolito está absorbido en una fibra de vidrio. Esto las hace más robustas y resistentes a las vibraciones. También aguantan mucho mejor los ciclos de carga y descarga profundas y tienen menor autodescarga, aguantan más tiempo en reposo sin descargarse.
  • Si un vehículo equipa de serie esta batería, no debemos montar nunca una de inferior tecnología (gel, EFB o plomo ácido convencional) ya que reduciremos mucho su duración. Además, el gestor de carga (centralita) se dará cuente e inhabilitará el sistema Start-Stop.
• NiMH (Níquel metal hidruro):
  • Muy utilizadas en los primeros vehículos híbridos como el Toyota Prius. En este tipo de baterías cada celda genera 1,2V.
  • No tienen gran densidad energética (cantidad de energía capaz de almacenar con relación a su peso y tamaño) por lo que se han empleado únicamente en vehículos híbridos.
  • Tienen el problema del efecto memoria que hace que la batería pierda carga y vida útil más rápidamente.

• Ion-Litio (iones de litio):
  • Estas baterías son muy utilizadas hoy en día en sus múltiples variantes. Cada celda es capaz de generar 3,7V. Combinando el litio con otros elementos se consiguen diferentes características.
    • NMC (níquel-manganeso-cobalto), utilizadas por el grupo VW en el ID3 e ID4, BMW en su i3 o Ford en su Mustang Mach-E. Tienen un buen equilibrio entre densidad energética (autonomía del vehículo) y costo. Además, son mas estables térmicamente lo que las hace más seguras que otras variantes. La estabilidad térmica es un parámetro muy importante en la seguridad y el rendimiento de las baterías. Si no son muy estables térmicamente hay mas riesgo de explosión o incendio.
    • NCA (níquel-cobalto-aluminio), etc. Esta combinación de componentes hace que sean baterías para vehículos de alto rendimiento ya que mejoran bastante su densidad energética y con ello tienen mayor autonomía. Ofrecen muy buen rendimiento y tienen una mayor duración mejorando el número de ciclos de carga y descarga. Estas baterías las utiliza Tesla en colaboración con Panasonic en sus Model S, Model X, Model Y o Model 3 en sus variantes de gran autonomía. No todo es tan bonito ya que estas baterías son menos estables térmicamente que las NMC y son más propensas a sobrecalentarse con el consiguiente mayor riesgo de incendio. No quiero meterte miedo, pero una batería cuando se incendia no puede apagarse y solo podemos intentar que el incendio no se propague más y esperar a que se acabe de consumir y por sí sola se enfríe.
    • LFP (Litio-Hierro-Fosfato). Estas baterías dan un buen rendimiento y tienen mucha duración. Son más baratas que las anteriores. Las empezó a montar Tesla en Model 3 reduciendo bastante el precio de compra y, por ello, haciéndolo más accesible al mercado respecto al resto de Teslas.
• Baterías en estado sólido:
  • Estas baterías llevan tiempo desarrollándose. Al parecer, grandes fabricantes como Toyota, Volkswagen o BMW están invirtiendo en su desarrollo. Aquí hay electrolito sólido, no líquido con lo que son más seguras. También prometen más densidad energética, entonces podremos aumentar bastante la autonomía y mejorar los tiempos de carga

Características eléctricas básicas de las baterías para automoción

• Capacidad (Ah): La capacidad nos dice cuánta electricidad puede almacenar la batería. A mayor capacidad, puede dar más corriente durante más tiempo hasta agotarse. Es como un depósito de agua, cuanta más capacidad tenga, más agua puede dar durante más tiempo.  Se mide en amperios por hora. Una batería de 70Ah es capaz de suministrar (teóricamente) 1A durante 70 horas o 70A durante 1h hasta agotarse si está cargada a tope y una de 26800mAh puede entregar 26800mA o 26,8A durante 1hora. Esto es teórico porque en realidad siempre es algo menos ya que hay pérdidas por resistencias internas, calor, etc y el rendimiento de la batería nunca va a ser el 100%.. Se mide en amperios o en miliamperios por hora.
• Energía (KWh): Se utiliza para las baterías HV en híbridos y eléctricos. Aquí lo que se hace es multiplicar la capacidad de la batería en amperios por hora por la tensión que entrega en voltios. En este caso las unidades empleadas son el KWh (kilo watio por hora). Este valor nos da una idea de la autonomía que va a tener el coche funcionando en eléctrico. A mayor energía, mayor autonomía. Además, si te fijas, el consumo en los vehículos eléctricos se mide en KWh/100 km. De esta forma es fácil calcular la autonomía. Veamos un ejemplo. Un vehículo eléctrico con una batería de 80KWh y un consumo mixto de 15KWh/100 km tendrá una autonomía de unos 530km.  Como puedes ver, los KWh de la batería son equivalentes a los litros de gasolina que caben en el depósito.
• Corriente de Cortocircuito (A):
  • Es un indicador de la cantidad máxima de corriente que la batería puede entregar de forma instantánea (como si cortocircuitáramos sus terminales). Se mide en amperios.
• Tensión Nominal (V):
  • La tensión nominal es la tensión teórica, la que pone el fabricante en la etiqueta de la batería, 12V o 24V, por ejemplo. En híbridos y eléctricos va desde los 100-200V hasta los 800V. Es una tensión teórica, realmente da más (sobre 12,7V en el caso de la de 12V).
• Tensión en Vacío (Vo):
  • Es la tensión que hay entre los bornes de la batería sin conectarla a ningún elemento, sin que salga intensidad de ella. En baterías de 12V, si está cargada al 100%, tendremos sobre 12,7V de tensión en vacío. Con ella tenemos una idea del estado de carga de la batería. Aún así, no sabemos si su estado de salud es bueno puesto que puede “venirse abajo” cuando la pongamos a alimentar a un elemento que consuma muchos amperios. Nunca compruebes una batería solamente midiendo este valor.
• Tensión Eficaz (V):
  • Es la tensión que hay entre los bornes de la batería cuando la conectamos a un consumidor. Y, ¿qué pasa cuando hacemos esto? Pues que la tensión cae bastante. Esto pasa porque la batería tiene una resistencia interna (muy pequeña si está bien). Cuando sale intensidad de ella, esta pequeña resistencia provoca una caída de tensión dentro de la batería. La tensión eficaz nos da una idea real del estado de la batería porque la estamos midiendo “trabajando”. En una batería de 12V alimentando a un consumidor que consume mucha intensidad como el motor de arranque, la tensión eficaz no debe caer de 9,5V-10V. Si cae más de eso, la batería está en mal. Tiene una resistencia interna demasiado grande y cuando la ponemos a trabajar, provoca una fuerte caída de tensión. Si esto pasa, imagina que la tensión cae a los 7V, al motor de arranque le llegará muy poca tensión y no será suficientes para que gire o si lo hace, no tendrá par suficiente.
• Estado de Carga (SoC):
  • El estado de carga es un porcentaje que nos indica cómo de cargada está la batería. Cuanto más se acerque a 100, más cargada está. No tiene más misterio. Si obtenemos un valor bajo, debemos conectarla a un cargador de baterías. Siempre interesa realizar cargas lentas (bajas intensidades) para aumentar la vida de la batería. Piensa que, si la cargamos de forma rápida, tendremos que aplicarle mucha intensidad y esto genera calor. Esto puede dañar la batería. Si lo hacemos pocas veces no pasa nada, pero si lo hacemos de continuo, la batería sufre mucho. Carga lento siempre que puedas.
• Estado de Salud (SoH):
  • Las baterías se van degradando conforme vamos utilizándolas. Al cabo de muchos ciclos de carga y descarga va perdiendo capacidad y cada vez pueden acumular menos electricidad. El nivel de degradación depende mucho del tipo de batería, de su tecnología y del uso que se le dé. El SoH es el estado de salud de la batería y nos da una idea de la vida útil que le puede quedar. Se muestra en porcentaje. Cuanto más cercano esté al 100% mejor será el estado de salud de la batería. Este porcentaje nos lo da el comprobador de baterías.

Entonces, ¿qué batería elijo?

La clave es fijarse en la capacidad y la intensidad máxima que te recomienda el fabricante. Siempre tiene que ser igual o mayor pero NUNCA menor. Muchas veces, montar una batería de mayor capacidad implica tirar el dinero ya que es más cara, no le vas a sacar provecho además de que es más pesada y de mayor tamaño por lo que puede que no te quepa en el hueco destinado para ella.

También debes fijarte en la colocación de los bornes, si el borne positivo está a izquierdas o a derechas. Esto se sabe mirando la batería de frente con los bornes más cerca de ti. La mayoría de fabricantes europeos (Grupo VW, PSA, Opel, Ford…) montan baterías con borne positivo a derechas y muchos asiáticos (Toyota, Mazda, Hyundai…) lo montan a izquierdas. Aún así, no te fíes y fíjate en la vieja batería.