Las baterías de las Bicicletas Eléctricas

bateria allegro 350w

Lograr comprender el tema y funcionamiento de una batería puede ser complejo, pero es muy importante a la hora de comprar una bicicleta eléctrica o querer aprender más de ella, aquí trataremos de presentarlo de una manera fácil de entender.

 

En el mercado puedes encontrar bicicletas eléctricas con baterías de 24, 36 o 48 Voltios, también las encontrarás de 7, 8, 10 o más amperios.

 

También encontrarás especificaciones de las baterías en Vatios-Hora.

 

¿Qué quiere decir cada una de las cosas que te mencionan, como afectan el desempeño de tu bici eléctrica?

 

Voltios (V)

Para entender el término, el voltaje de la batería podríamos inventarnos el término “presión eléctrica”, aunque no es un término correcto, podríamos decir que es la presión que ejerce la batería para empujar los electrones hacia el motor para que  este funcione.

En una bicicleta con motor en la rueda incrementar el voltaje puede ser usado para incrementar la velocidad,  también para incrementar la capacidad de subir lomas. 

Los motores se fabrican para trabajar dentro de ciertos rangos de velocidad, por esto los motores para altas velocidades usan altos voltajes.

La mayoría de las bicicletas eléctricas vienen con sistemas a 36V o  a 48V ya que estos voltajes son suficientes para producir la velocidad que se acepta legalmente en la mayoría de las zonas urbanas, no creo que esto cambie en el corto plazo.

Pero esto no es todo, hay otros factores además del voltaje que afectan el desempeño de la bicicleta como el motor, el controlador, la edad de la batería, el peso del usuario, el tipo de terreno, etc.

Las baterías de las bicicletas eléctricas se fabrican uniendo celdas que son producidas masivamente y usadas para todo tipo de aplicación, incluyendo carros eléctricos, juguetes, electrodomésticos, etc.. Estas celdas tienen un voltaje típico de alrededor de 3,6V,  uniéndolas de la manera correcta puedes obtener diferentes voltajes y corrientes.

No quiero meterme en el detalle de cómo se fabrica una batería de bicicleta eléctrica, pero quiero contarte como se obtienen los diferentes voltajes y amperajes, si las baterías las conectas en serie los voltajes se suman y si se conectan en paralelo las corrientes se suman:

grafico bateria

Algo que puede confundirte es que el voltaje no es un valor fijo, este varía dependiendo de su estado de carga. De hecho una batería de 36V se programa para entregar aproximadamente hasta unos 30V ya que si el voltaje baja de ahí es muy posible que se dañe irremediablemente.

Amperios(A) y Amperio hora (Ah)

Continuando con el símil del agua, arriba dije que el voltaje es parecido a la presión, ya que nuestros conceptos equivocados sirven para explicar las cosas, podríamos decir que el amperaje equivale al grueso de la manguera por la que sale el agua, es decir a más amperaje fluye más corriente (manguera más gruesa) menos amperaje fluye menos corriente (manguera más delgada)

Los amperios son la medida de la corriente de cualquier elemento eléctrico, en nuestro caso el motor de la bicicleta, si presionas mas duro los pedales en una bicicleta con sensor de torque, si vas más rápido o utilizas el acelerador, esto equivaldrá a abrir la llave del agua, es decir a que fluya más corriente, haciendo que el motor trabaje más fuerte y se vacíe más rápido la batería.

Pero esto es más bien teórico. Una dimensión que se ve frecuentemente en una batería es la capacidad Amp-hora, también verás baterías rateadas en amperios pero generalmente se refieren a amperios hora. En teoría una batería de 10Ah puede dar un amperio de potencia por 10 horas o 10 amperios por una hora, aunque en el mundo real las baterías vienen con todo tipo de límites de desempeño.

Entonces tu puedes suponer que con una batería de 20Ah tienes el doble de capacidad y el doble de autonomía bajo las mismas condiciones que una batería de 10Ah. Esto es cierto sólo para baterías que tienen el mismo voltaje , entonces amperios y amperios-hora no son de mucha utilidad al comprar una bicicleta  eléctrica. Si se quiere comparar la capacidad de las baterías, y alta capacidad generalmente significa más autonomía, realmente se necesita mirar los Vatios, y más específicamente los Vatios-hora.

Vatios (W) y Vatios Hora (W-H)

La potencia eléctrica puede ser medida en vatios. Usualmente los vatios son un término usado en los motores de las bicicletas eléctricas, un motor típico de una bicicleta eléctrica es de 250W, 350W o 500W, aunque estos son datos nominales que se refieren a un promedio, realmente no nos dicen mucho de la potencia real de los motores. Por ejemplo el pico de potencia que un motor entrega en una loma empinada puede ser varias veces la potencia nominal del motor.

Los vatios pueden ser calculados multiplicando el voltaje por el amperaje, por lo tanto un motor de 36V que consume 10 amperios realmente está consumiendo 36W de potencia.

Pero lo que más importa en la batería son los W-h que puede entregar ya que esta es una medida de la capacidad de la batería. Una buena analogía es el tanque de gasolina de un carro. Esto es lo que realmente le interesa a quien compra una bicicleta eléctrica si está preocupado por la autonomía. W-h mide la energía en una bicicleta y se encuentra multiplicando los A-h por el voltaje. Una batería de 48V rateada a 10 A-h tiene una capacidad de 480W-h, esta es la mejor comparación cuando se están comparando las capacidades de las baterías.

¿Más grande es mejor?

Podríamos pensar que todos los usuarios quisieran una batería más grande, pero este no es el caso por muchas razones. 

Las baterías de iones de litio son caras, todas se desgastan aunque duren muchos años, mientras más grande la batería más cara será.

También agrega peso, entonces mientras más capacidad tiene la batería más pesada es, entonces una batería de más capacidad no es necesariamente la mejor opción. 

Lo más normal en las ciudades es que no se necesite mucha autonomía porque las distancias recorridas generalmente están por debajo de 10 kilómetros, entonces no tiene sentido cargar más peso, a menos que pienses usar tu bicicleta para mensajería, entrega de domicilios o un trabajo que te exija mucha autonomía.

Las baterías pequeñas con capacidades modestas se usan frecuentemente en bicicletas plegables ya que estas se han diseñado para ser plegadas y manipuladas fácilmente, una batería pesada va en contra de estas características.

Ten presente que la relación entre W-h y autonomía está determinada por muchos factores, entre otros, el peso del usuario, como maneja la bici, mantenimiento, edad de la batería, clima,  terreno, inflado de las llantas, etc.

Una fórmula simplificada para conocer la autonomía mínima de tu bicicleta, eliminando algunos de los factores arriba indicados es la siguiente:

Autonomía mínima= (Voltaje * Amperaje * Velocidad)/Potencia del motor.

Por ejemplo, si tienes una batería nueva de 36V, 10 Ah y tu bicicleta tiene un motor de 350W y desarrolla una velocidad de 25 Km/hr la autonomía mínima la podrías calcular así:

Autonomía mínima = ( 36 * 10 * 25 )/350 = 25 kilómetros.

Es muy importante saber para qué vas a usar tu bicicleta eléctrica, esto determinará qué batería debes buscar, nuestra recomendación es que para bicicletas urbanas busques baterías pequeñas ya que son más livianas y económicas. Adicionalmente, en la ciudad no necesitas la autonomía que necesitas en bicicletas de trabajo, ruta o todo terreno.

Si quieres saber más o tienes alguna pregunta, contáctanos con mucho gusto te ayudaremos a seleccionar la batería que más se adapte a tus necesidades.

Andrés.

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