Baterías LiPo, qué son todos esos números y cuales son sus ventajas?

 

Para la realización de este artículo voy a coger como ejemplo la batería de la imagen, una Turnigy Nano-Tech 5000mAh 2S 45-90C. Aunque no tiene nada que ver con la finalidad de este artículo, decir que estas baterías pueden comprarse en Hobby King a un precio muy competitivo en relación a otras marcas y que tienen un comportamiento muy bueno. Yo las recomiendo al 100% (tengo varias de ellas).

Batería LiPo Turnigy Nano-tech

¿Por qué son mejores las baterías LiPo que las NiMh o las NiCd? Básicamente por 2 cosas: por la densidad de energía (energía que es posible almacenar por kg de batería) y la tasa de descarga (la intensidad máxima que puede dar la batería), es decir y en cristiano, una batería LiPo que pesa lo mismo que una NiMh tiene más capacidad y más tasa de descarga, aunque luego profundizaremos más en estos conceptos.

 

Nomenclatura

En el nombre de la batería, en este caso Turnigy Nano-tech 5000mAh 45-90C 2S, nos encontramos con toda la información que necesitamos saber de ella: marca y modelo (Turnigy Nano-tech), capacidad (5000mAh), tasa de descarga (45-90C) y voltaje (2S). A veces, en las baterías también se indica un valor para la tasa de carga, que en este caso no vemos a simple vista.

Capacidad

La capacidad se mide en mAh (miliAmperios * hora) y se podría definir como la cantidad de carga eléctrica (o quizás mal dicho y para entendernos “energía”) que es posible almacenar en una batería. En nuestro ejemplo, la capacidad sería de 5000mAh y vendría a decir que la batería es capaz de suministrar 5000 miliAmperios (5 Amperios) en una hora.

Tasa de descarga

La tasa de descarga se mide en ‘C’ y es la velocidad con la que se puede descargar la batería, es decir, la intensidad máxima que puede dar la batería de forma segura (esto es importante recalcarlo).  La unidad ‘C’ es una cosa un tanto extraña para quien no esté acostumbrado, pero básicamente significa por cuantas veces tienes que multiplicar la capacidad de la batería para saber la descarga máxima, con lo que se podría decir que la tasa de descarga viene definida en función a la capacidad de la batería.

Si nos fijamos, en la batería pone 2 números respecto a la descarga, 45-90C. El primero se refiere a la descarga constante y el segundo al máximo pico (burst en inglés) que soporta. Los C´s continuos se los puedes exigir a la batería constantemente sin problemas (o al menos teóricamente) pero los C´s de pico o burst solo se los puedes exigir durante un corto periodo de tiempo (normalmente unos 10 o 15 segundos máximo).

Siguiendo nuestro ejemplo, nuestra batería tiene una descarga constante de 45C, es decir, 5000mAh x 45C = 225.000mAh (225Ah), y 450Ah de pico, pero dado que su capacidad es de 5000mAh y suponiendo que estuviesemos consumiendo al máximo nos duraría aproximadamente 1 minuto y 20 segundos. ¿Cómo llegamos a este cálculo? Si la batería da 5000mAh en una hora (60 minutos) y utilizamos una descarga de 45C (45 veces su capacidad) dividimos los 60 minutos por 45 y nos da 1.3, es decir, 1:20.

Lo recomendable es comprar baterías que superen con su descarga continua el consumo máximo de nuestro motor es un 50% o más para aumentarles la vida útil, porque de lo contrario van a sufrir mucho más y su vida se reducirá notablemente.

Dejo aquí un concepto a tener en cuenta a la hora de elegir las baterías: dado que la capacidad de descarga, en nuestro caso 225Ah, depende de la capacidad de la batería y de las C de descarga, una batería con más capacidad y menos tasa de descarga puede dar la misma capacidad de descarga, es decir, una batería de 7500mAh y 30C da 225Ah igualmente.

Tasa de carga

Aunque en nuestra batería no figura su tasa de carga máxima, normalmente cuando no dice nada ésta es de 1C, es decir, que en nuestro caso deberíamos cargarla como máximo a 5A. Algunas baterías (normalmente las buenas y también en el caso de las nano-tech) tienen una tasa de carga que puede ser incluso de 5C, con lo que podríamos cargarla a 25A (5000mAh x 5C). Lógicamente tendríamos que tener un cargador que tuviese esa capacidad de carga, y esos no los regalan en las cajas de cereales…

Voltaje

Para hablar de voltaje vamos a hacer referencia a las antiguas baterías NiMh, y para quien las conozca dejo 2 imágenes: una de una batería NiMh de 7 elementos (como no, una Traxxas) y de unas pilas de las de toda la vida:

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Si nos fijamos en la batería Traxxas de la imagen entenderemos a que se refieren con 7 elementos: está formada por 7 pilas de las de toda la vida (como las de la imagen de al lado) soladas unas a otras, con lo que se consigue el voltaje (en este caso de 8,4v) multiplicando el voltaje individual de una pila (1.2v las recargables, no 1.5 como las alcalinas) pro el número de elementos: 7 x 1.2 = 8.4v.

Pues en el caso de las baterías LiPo es lo mismo, las baterías están formadas en este caso por “celdas” y cada celda es de 3.7v nominales. Las celdas no son pilas al uso como en el caso de las NiMh pero funcionan de la misma manera como unidades independientes intercomunicadas, con lo que en nuestro caso (2S) nuestra baterías es de 7.4v (3.7v x 2 = 7.4v).

Pero el tema se complica un poco por esa “S” que sigue al número de celdas y que hace referencia a la “posición” de las celdas entre sí.  En este caso, la S quiere decir Serie, pero nos podemos encontrar también con una P que hará referencia a Paralelo. En nuestra batería solo hace referencia a las S, pero podría indicarnos que se trata de una 2S2P, y eso querría decir que son 2 conjuntos de celdas soldadas en serie y en paralelo entre si. En realidad, para un uso normal de las baterías, son 2S1P o 2S2P nos daría un poco igual pues lo que realmente nos interesa es el voltaje resultante, que no varía en relación a las que van en paralelo, aunque es un dato interesante para un uso un poco más “pro”.

Por definir un poco los concectos de serie y paralelo, y puesto que son interesantes para la conexión de las baterías en el coche, decir lo siguiente:

  • En serie, las baterías suman los voltajes, no así la descarga o la capacidad, es decir, si ponemos en serie 2 baterías como la del ejemplo obtendremos lo mismo que si pusiesemos una 5000mAh 4S 45C
  • En paralelo, las baterías suman la capacidad (y por tanto la descarga) pero no el voltaje, es decir, que 2 como la del ejemplo en paralelo serían lo mismo que montar una 10000mAh 2S 45C

¿Por qué digo que en pararelo aumenta la descarga y sin embargo en la batería equivalente pongo la misma tasa de descarga? Porque la tasa de descarga (45C) no aumenta, lo que aumenta es la capacidad de la batería y por tanto la descarga (10000mAh x 45C = 450Ah).

 

Desventajas

No todo iban a ser ventajas en relación a las baterías LiPo, aunque con el paso del tiempo estas desventajas van (más o menos) desapareciendo. Al principio, había que comprar un cargador específico para ellas, pero hoy en día todos los cargadores vienen preparados para cargar LiPo (y LiFe de la que ya hablaremos en otra ocasión). Tampoco deberían recibir golpes o aplastarse, pero ya hay para eso las llamadas “cajas duras”, que son baterías que vienen empaquetadas en una “caja” de plástico duro.

Una desventaja llamativa es que pueden llegar a explotar si se las maltrata, pincha, aplasta, etc. Como he dicho anteriormente, muchos de estos problemas se han solucionado con las cajas duras, pero vaya, he leído tantas veces referencias a explosiones que quería dejarlo plasmado en un párrafo distinto. Yo supongo que tratando bien las baterías, no debería haber ningún problema con ellas, pero hablo por mi experiencia personal ya que llevo 5 años utilizándolas y no he tenido la mala suerte de ver ninguna explosión ni de las mías ni de ninguna de mis compañeros.

Pero la mayor desventaja que tienen es que no pueden ser utilizadas como las NiMh, es decir, hasta que el coche pare. Si una celda LiPo baja de 3v chao, esa celda quedará tocada perdiendo capacidad si es que no se fastidia totalmente y queda inservible. Para evitar este problema, los variadores disponen del llamado “corte de LiPo” de su traducción churresca de “low-voltage cut-off”, que consiste en que cuando el variador detecta que una batería baja de un cierto voltaje “corta”, es decir, el coche se para o reduce drásticamente la velocidad. En algunos variadores ese valor está configurado por nosotros mientras que en otros es una cantidad fija que ronda los 3.4 o 3.5v por celda. Hoy en día prácticamente todos los variadores disponen de él, sobre todo los variadores brushless en los que no se concibe el uso de baterías NiMh, pero es algo que hay que comprobar por nuestro propio interés en variadores más antiguos, sobre todo en los escobillados.

Cargando una batería LiPo: el equilibrado y la pasivación

Cuando cargamos una batería que está formada por varios elementos, siempre hay el riesgo de que uno de los elementos reciba más carga que el resto y en el caso de las LiPo esto podría derivar en un sobrevoltaje de alguna de las celdas, con los consiguientes problemas (dañar la batería o incluso producir una explosión). Para ello, los cargadores LiPo (la mayoría) disponen del balanceador de carga, que lo que hace es controlar el voltaje de cada una de las celdas individualmente para ver cual necesita ser cargada más y cual no.

Siempre es recomendable realizar la carga balanceada (excepto en los caso de baterías 1S que sería una chorrada lógicamente) porque la batería lo agradecerá y el tiempo de carga no es mucho mayor que sin balanceo.

Por otra parte, me ha pasado a veces que una batería al ir a usarla parecía que no tenía la misma patada. Yo pensé que podría ser que se hubiese fastidiado o perdido propiedades por antigua pero al usarla unas veces parecía recuperarse. Esto lo he entendido al leer un artículo en coches RC que hablaba sobre la pasivación, algo que no conocía. En el artículo se extendían un poco más, pero por resumir un poco y ir a lo que me parece más interesante, parece ser que cuando las baterías no se utilizan durante un tiempo, por temas químos se produce una película protectora de cloruro de litio en el ánodo de la batería que evita la autodescarga, con lo que es algo positivo para el almacenamiento. Pero cuando esta capa es lo suficientemente gruesa por haber estado sin utilizar la batería una temporada larga, puede provocar que la batería no de sus máximas prestaciones hasta que esta capa se reduzca y la manera de reducirla es a base de cargas y descargas, de ahí que al utilizar las baterías un par de veces más mejorasen.

Consejos

Con el paso del tiempo, y por experiencia personal, he llegado a la conclusión de que sale más rentable comprar las baterías nuevas que de segunda mano. Hace unos años quizás no fuera así por su elevado coste, pero hoy por hoy, y gracias a marcas como Turnigy, Zippy y demás que se pueden pillar en Hobby King tenemos baterías decentes (en plan 5000mAh 30C 2S) por 20 euros, con lo que no merece la pena pillar baterías de segunda mano que pueden estar muy degradadas (no dan la misma “patada”, no cargan a tope, etc) a no ser claro que sean casi regaladas.

En recomendable tener también un cargador decente. Es una inversión un poco fuerte al principio pero merece la pena por la salud de las baterías. En donde más se nota es que usando cargadores buenos se pueden cargar las baterías a más velocidad sin que se fastidien tanto como usando cargadores más baratos. Como siempre, la segunda mano es una opción muy válida para hacerse con algunos cargadores buenos de gente que pasa a cargadores con más salidas o más velocidad de carga. En mi caso, me hice con un par de Hyperion EOS 0606i por 40 euros uno y 50 euros el otro. Teniendo en cuenta que un Imax B6 nuevo está (en España) en unos 35 euros, tampoco veo una diferencia de precio tan notable, máxime teniendo en cuenta la tremenda diferencia de calidad.

También recomendaría utilizar siempre el balanceador, pues lleva prácticamente lo mismo y la batería lo agradecerá muchísimo. Por otra parte, tampoco es recomendable cargarlas en caliente justo después de usarlas.

Siguiendo con el tema de carga y cargador, es muy importante respetar la tasa de carga máxima. Si cargamos a una tasa superior a la máxima recomendada, podemos dañar la batería, y si cargamos a una velocidad inferior conseguiremos una vida útil más larga. Yo no tengo paciencia para cargar más lento, prefiero que la batería me dure un poco menos y no tener que levantarme a las 5 de la mañana para cargar las baterías…

Otra cosa muy importante, al loro con la descarga, hay que revisar si el corte de lipo está bien configurado. Si baja de 3.0v por celda podemos despedirnos de la batería pero no es recomendable bajar de 3.5v, que va a suponer, un minuto más? Tu batería lo agradecerá.

Por último, es muy importante como se almacenan las baterías. Cuando no se están utilizando, deberían estar guardadas en un sitio seco y fresco y con una carga aproximada del 60%, aunque la mayoría de los cargadores “decentes” ya tienen una opción de “storage”, que quiere decir almacenamiento. Ojo, aunque se haga todo esto para almacenarlas, las baterías tienen una vida útil limitada, y después de 2-3 años pierden capacidad y con las cargas también van perdiendo la “patada”.

3 thoughts on “Baterías LiPo, qué son todos esos números y cuales son sus ventajas?”

  1. HOLA BUENAS TARDES A VER SI ME PODEIS AYUDAR,TENGO UN MOTOR BRUSHLESS TORO 3200KV CON VARIADOR 12V (60A) Y ES COMPATIBLE CON LIPO 3S PERO NO SE CUANTAS (C)TIENE QUE TENER PARA NO ESTROPEARLO.
    QUIERO LO MAXIMO QUE SE LE PUEDE PONER .
    MUCHAS GRACIAS

    1. Buenas Jesús. No tienes problema por poner muchas C, El problema sería el contrario, quedarte corto. Ten en cuenta que la descarga depende de las C y de la capacidad de las baterías, pero lo normal es q con 30c ya vayas bien. A partir de ahí hacia arriba, mejorará la parada del coche, pero si fuera tú no compraría baterías de más de 60c pq son mucho mas caras y no le vas a sacar mucho mas rendimiento. Yo personalmente uso baterías 5000mAh y 30c, y no tengo queja.

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