Métodos de Carga de Baterías de Plomo-Ácido

Baterías de plomo-ácido: Conversión de energía y métodos de carga

Una batería de plomo-ácido sirve como medio de almacenamiento de energía química, que se puede convertir en energía eléctrica cuando sea necesario. El proceso de transformación de la energía química en energía eléctrica se denomina carga, mientras que el proceso inverso, donde la energía eléctrica se convierte nuevamente en energía química, se conoce como descarga. Durante la fase de carga, una corriente eléctrica fluye a través de la batería, impulsada por las reacciones químicas subyacentes que ocurren en su interior. La batería de plomo-ácido emplea principalmente dos técnicas de carga: la carga a voltaje constante y la carga a corriente constante.

Carga a voltaje constante

La carga a voltaje constante es el método más prevalente para cargar baterías de plomo-ácido. Este enfoque ofrece varias ventajas, como reducir el tiempo total de carga y aumentar la capacidad de la batería hasta en un 20%. Sin embargo, tiene un inconveniente: una disminución en la eficiencia de carga de aproximadamente el 10%.

En el método de carga a voltaje constante, el voltaje de carga permanece fijo durante todo el ciclo de carga. Al inicio del proceso, cuando la batería está en estado descargado, la corriente de carga es relativamente alta. A medida que la batería acumula carga, su fuerza electromotriz (fem) retrocedida aumenta. Como consecuencia, la corriente de carga disminuye gradualmente con el tiempo, a medida que la batería se acerca a su estado completamente cargado. Esta relación dinámica entre el voltaje de carga, la corriente y las características internas de la batería asegura que la batería se cargue de manera eficiente, minimizando el riesgo de sobrecarga o daño.

Ventajas de la carga a voltaje constante

Una de las principales ventajas de la carga a voltaje constante es su flexibilidad para acomodar celdas con capacidades variables y diferentes niveles de descarga. Este método permite la carga simultánea de múltiples celdas sin la necesidad de una coincidencia precisa de sus características. Además, aunque la corriente de carga es alta al principio del proceso, esta fase de alta corriente es relativamente breve. Como resultado, no causa ningún daño significativo a las celdas, asegurando su longevidad y seguridad.

A medida que el proceso de carga se acerca a su final, la corriente de carga disminuye gradualmente y se aproxima a cero. Esto ocurre porque el voltaje de la batería eventualmente se vuelve casi igual al voltaje del circuito de suministro, eliminando la diferencia de potencial que impulsa el flujo de corriente.

Carga a corriente constante

En el método de carga a corriente constante, las baterías se conectan en serie para formar grupos. Cada grupo se conecta luego a un alimentador principal de corriente directa (CD) a través de reóstatos de carga. El número de baterías en cada grupo se determina por el voltaje del circuito de carga, con el requisito de que el voltaje del circuito de carga no debe ser inferior a 2,7 voltios por celda.

Durante todo el período de carga, la corriente de carga se mantiene en un nivel constante. A medida que el voltaje de la batería aumenta durante el proceso de carga, la resistencia en el circuito se reduce para asegurar que la corriente permanezca invariable. Para prevenir problemas como la gaseificación excesiva o el sobrecalentamiento, el proceso de carga suele llevarse a cabo en dos etapas distintas. Una fase inicial implica cargar las baterías con una corriente relativamente alta, seguida de una fase final con una corriente más baja, lo que asegura un ciclo de carga más controlado y eficiente.

Detalles del método de carga a corriente constante

En el enfoque de carga a corriente constante, la corriente de carga se establece generalmente alrededor de un octavo de la calificación en amperios de la batería. Este valor específico de corriente ayuda a garantizar un proceso de carga equilibrado y seguro. A medida que la batería se carga, el voltaje excedente del circuito de suministro se disipa a través de la resistencia en serie conectada en el circuito de carga.

Al conectar grupos de baterías para la carga, se debe tener en cuenta cuidadosamente su configuración. El objetivo es organizar las conexiones de manera que se minimice el consumo de energía por la resistencia en serie. Esto no solo mejora la eficiencia general del sistema de carga, sino que también reduce las pérdidas de potencia innecesarias.

Con respecto a la resistencia en serie, su capacidad de conducción de corriente es de suma importancia. Debe ser igual o mayor que la corriente de carga requerida. No cumplir con este requisito puede llevar a un sobrecalentamiento de la resistencia, lo que podría causar que se queme y interrumpa el proceso de carga.

Además, al seleccionar baterías para un grupo de carga, es esencial que tengan la misma capacidad. En casos donde se necesite cargar baterías de diferentes capacidades juntas, deben agruparse y manejarse según la batería de menor capacidad entre ellas. Esta práctica previene problemas como la sobrecarga o la subcarga de baterías individuales dentro del grupo, protegiendo así el rendimiento y la vida útil de cada batería.