Carga de batería principal

[Javidosa]

Buenas tardes, soy nuevo en el mundo del vehículo eléctrico.

Estoy realizando un proyecto acerca de las recargas de los coches eléctricos. No termino de comprender que cantidad de voltaje e intensidad le llega a la batería una vez que ha pasado por el convertidor.

Es decir, digamos que en una recarga lenta, se requiere un voltaje de 230 V y 16 A, en corriente alternna, pero a la batería principal le llegará una tension e intensidad determinada en corriente continua.

¿Cuales son esos valores?

El motivo de esta cuestión es porque quiero modelizar una batería, y imagino que los parámetros de entrada serán voltaje e intensidad, y digo imagino porque aun no he encontrado esa fórmula. De modo que si alguien lo sabe tambien se lo agradecería.

Saludos y gracias de antemano.

[Greybeard]

Típicamente, se cargan inicialmente a corriente constante (y la tensión en bornas va aumentando rápidamente), y una vez alcanzada determinada tensión, se pasa a tensión constante (con lo que la corriente va disminuyendo)



Para leer:
http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries

Pero, mucho cuidado; el control hay que hacerlo en cada celda (o paquete de ellas) y no en la batería completa, pues la menor desigualdad podría hacer que superáramos la tensión admisible para una celda determinada, lo que tendría efectos destructivos. De ese control se encarga el BMS (Battery Management System)

Por supuesto, previamente hay que pasar la corriente disponible (por ejemplo, esa alterna monofásica 230V 16A que indicas) a continua.

[Esparza]

La tensión y la intensidad que lleguen a los bornes principales dependerá exclusivamente de las celdas en serie.
Por ejemplo:
Si tenemos una batería de 80 celdas en serie (3.7 V de nominal cada celda) tendremos 80*3.7=296 voltios nominales en los bornes del pack. Si alimentamos el cargador a 230V 10 A en alterna, tenemos 2.3kw teóricos de potencia de carga. Por lo tanto la intensidad que le llegue a los bornes principales de nuestro pack será 2300w/296v=7.77A

Por supuesto todo esto en condiciones nominales sin superar el ratio máximo de carga en C que recomienda el fabricante de las celdas de las que se compone el pack, realizando un correcto balanceo y bajando la intensidad en la segunda fase de carga como te indica Greybeard.

Un saludo!

[Javidosa]

Muchas gracias por la información.

Según lo que me ha comentado Esparza, intuyo que las entradas de la batería serán la potencia suministrada en AC y la intensidad que ya estará en DC.

Supongamos que tengo una batería del modelo Nissan Leaf cuya tensión nominal son 360 V (DC).

Si se recarga el vehículo a una potencia de 3.6 kW, la intensidad de entrada serán 3600W/360V=10A(DC)

Corrijanme si he cometido algún error.

Ahora bien, los parámetros de salida de las baterías cuales serán?  Voltaje, intensidad,SOC...?

[Greybeard]

Olvídate (parcialmente) de la tensión nominal.

El i-MiEV lleva 88 celdas, nominalmente son 88x3,7=325 voltios.

Mira un video (acelerado) del proceso de carga de todas y cada una de las 88 celdas. A la izquierda tienes la tensión total (arranca en 305 voltios y llega a 88x4,105=361 voltios), potencia de carga (más o menos estable hasta el final, 1,5-1,6 kW, es más lento de lo usual), corriente de carga (más o menos constante, empieza en 5A y va bajando con la subida de tensión a unos 4,4A, hasta el final que empieza el equilibrado y empieza a reducirse mientras mantiene sin superar los 4,105 voltios a ninguna de las 88 celdas). SoC es el estado de carga, RR es la distancia que podría recorrer.

El cargador del i-MiEV carga, más o menos, a una pseudo-corriente constante (en realidad es potencia constante) hasta llegar al equilibrado final (tensión constante). Dentro video, fíjate el desequilibrio inicial y cómo queda al final.:

http://www.youtube.com/watch?v=2rSQ64MPcPA

El Leaf no lo sé, pero apostaría a que viene a hacer algo muy parecido.

[Ritxi]

Me parece que lo que preguntabas era esto, lo que está en los recuadros rojos



La captura está sacada de un Fluence cargando con el cable ocasional de 10 A.

En realidad según el contador eran 211 V x 9,2 A = 1941 W. En la salida del DC marca 4,78 A, que por los 363,53 V de la batería dan 1737 W, por lo que la eficiencia del Conversor AC-DC en ese momento era, redondeando, del 90%.

De todas formas no estoy muy convencido de esas cifras. Por poner un ejemplo para que se entienda: un cargador de móvil es también un conversor AC/DC. A veces me he entretenido midiendo la carga con un medidor AC de enchufe y un medidor DC USB.  Algunas cifras que me han dado: el medidor AC 6 W (220 V x 0,027 A), el USB 5V y 1 A y el móvil que me dice que su carga está a 3.8 V (y subiendo). Es decir, y simplificando al máximo, a la salida del inversor la tensión siempre tiene que ser superior a la de la batería del móvil para que los electrones "entren" en la batería; en este caso, 5 V del cargador frente a los 4,2 V máximo de la batería del móvil.

En el caso de la captura del Fluence, nos da el dato de los A teóricos a los que está fijado el pilot de la wall-box (10 A) y  la tensión y la corriente interna en la batería (363,5 V y 4,78 A). Pero no nos da la tensión a la salida del conversor AC/DC, que tendrá que ser superior a los 400 V en DC.

No sé si me he explicado bien y si estoy equivocado, pero creo que es así...