¿Por qué cae el voltaje de la batería al acelerar: la resistencia interna?
Al acelerar, el voltaje de la batería baja y luego sube en cuanto soltamos el acelerador. Este fenómeno, llamado caída de tensión, proviene de la resistencia interna de las celdas y las conexiones: cuanto mayor es la corriente, más cae el voltaje durante el esfuerzo y más se calienta la batería. Es normal hasta cierto punto. Se convierte en un problema cuando la caída provoca pérdida de potencia, altera el indicador o hace que la batería se corte. Aquí explicamos de dónde viene, qué lo agrava y cómo reducirlo.
Lo esencial
- Caída de tensión = corriente × resistencia interna: duplicar la corriente duplica la caída.
- El calor producido aumenta con el cuadrado de la corriente: duplicar la corriente lo multiplica por cuatro.
- La resistencia interna aumenta con el frío, la batería baja y el envejecimiento.
- Una caída demasiado fuerte provoca pérdida de potencia y luego activa los cortes del BMS o del controlador.
- Más celdas en paralelo, celdas de potencia y buenas conexiones reducen la caída.
El mecanismo: la resistencia interna
Una batería no es una fuente de voltaje perfecta. Las celdas, las tiras de níquel, las soldaduras, los cables y los conectores ofrecen una pequeña resistencia al paso de la corriente. Esta resistencia «se come» una parte del voltaje en cuanto circula la corriente, según la ley de Ohm:
voltaje bajo carga = voltaje en vacío − corriente × resistencia interna
Un ejemplo de cálculo, con un valor elegido para la ilustración: si la resistencia total de una batería fuera de 0,1 ohmio, una corriente de 100 A haría caer su voltaje en 10 V durante la aceleración. Y esta resistencia disiparía 100 × 100 × 0,1 = 1 000 W en calor, dentro de la batería, durante todo ese tiempo.
En una batería, la resistencia de una celda se multiplica por el número de celdas en serie y se divide por el número en paralelo. Por eso, una batería con muchas celdas en paralelo mantiene mucho mejor su voltaje.
Lo que aumenta la caída de tensión
| Factor | Por qué |
|---|---|
| Corriente elevada | La caída es proporcional a la corriente: controlador mejorado, motor dual, arranque en cuesta |
| Frío | La química de las celdas se ralentiza, su resistencia interna aumenta notablemente |
| Batería baja | El voltaje en vacío es más bajo y la resistencia aumenta al final de la descarga |
| Envejecimiento | La resistencia interna de las celdas aumenta con los ciclos y los años |
| Celdas «energía» | Diseñadas para la capacidad, tienen una resistencia más alta que las celdas de potencia |
| Conexiones desgastadas | Conector oxidado o flojo, soldadura agrietada: una resistencia adicional, que se calienta localmente |
Las consecuencias en el patinete
Una potencia que se desvanece
La potencia disponible es el producto del voltaje y la corriente. Si el voltaje se desploma durante la aceleración, el controlador ya no puede entregar la potencia configurada, especialmente en cuestas y con la batería baja. El patinete parece «blando».
Un indicador que se vuelve loco
Muchos indicadores estiman la carga restante según el voltaje. En cada aceleración, el indicador cae y luego sube al soltar el acelerador. No es que la batería se vacíe de repente: es el voltaje que cae bajo el esfuerzo.
Cortes
Cuando el voltaje de un grupo de celdas cae por debajo del umbral bajo del BMS, este corta la batería para protegerla: todo se apaga. El controlador también puede reducir la potencia o cortar si detecta un voltaje demasiado bajo. Es el escenario detallado en notre guide batterie et BMS qui coupent quand on accélère. En cualquier caso, es el grupo de celdas más débil el que decide: un solo grupo desgastado es suficiente para hacer que toda la batería se corte.
Calor
El calor producido aumenta con el cuadrado de la corriente. Una batería que cae mucho se calienta mucho, y el calor hace envejecer las celdas, lo que aumenta aún más su resistencia. Es un círculo vicioso.
Cómo reducir la caída de tensión
- Ajustar el controlador a la batería: limitar la corriente de la batería a lo que las celdas soportan cómodamente.
- Circular con una batería templada: en invierno, una batería almacenada en un lugar cálido mantiene mucho mejor su voltaje.
- Controlar las conexiones: un conector ennegrecido o flojo añade una caída y un punto caliente.
- Añadir una batería en paralelo: une batterie externe comparte la corriente con la interna. Nuestra batterie externe Performance (S) 72 V 15 Ah, con celdas de alta descarga, está hecha para esto.
- Cambiar a una batería de potencia: celdas de alta descarga, más celdas en paralelo, conexiones generosas. Nuestra batterie Performance 80 V 40,5 Ah pour Nami Burn-E, con Molicel P45B, entrega hasta 450 A en pico frente a 98 A para la batería original. La diferencia se explica en batterie Performance ou Autonomie.
Medir la caída
Un BMS conectado o un controlador programmable permite registrar el voltaje y la corriente durante una aceleración. Comparar el voltaje en vacío y el voltaje en el punto máximo del esfuerzo da una idea de la resistencia de la batería: divida la caída de tensión por la corriente. Repita la medición en las mismas condiciones (carga, temperatura) de una temporada a otra: si la caída aumenta notablemente con la misma corriente, la batería está envejeciendo o una conexión se está degradando. La lectura de las cifras de una celda se detalla en lire la fiche technique d'une cellule lithium.
El consejo del taller
Una batería que cae más que antes con el mismo uso casi siempre indica un grupo de celdas desgastado o una conexión que se calienta. Antes de cambiar la batería, haga verificar el voltaje de cada grupo y el estado de los conectores. Y si realmente quiere más potencia, mire nuestras batteries de trottinette Performance antes de tocar el controlador.
Preguntas frecuentes
¿Es normal que el voltaje baje en cada aceleración?
Sí, todas las baterías caen bajo el esfuerzo. Lo que cuenta es la magnitud de la caída: si hace que la batería se corte o pierda notablemente potencia, la batería está subdimensionada, fría, baja o desgastada.
¿Por qué mi indicador sube cuando suelto el acelerador?
Porque el indicador lee el voltaje, y el voltaje sube en cuanto disminuye la corriente. La verdadera carga restante se lee en reposo, después de unos instantes sin acelerar.
¿Por qué la caída es más fuerte al final de la batería?
Al final de la descarga, el voltaje en vacío es más bajo y la resistencia interna de las celdas aumenta. Por lo tanto, la misma aceleración hace que el voltaje baje más, a menudo hasta el umbral de corte.
¿Un controlador más potente soluciona el problema?
No, lo agrava: pide más corriente, por lo que la caída de tensión y el calentamiento aumentan. La solución está en la batería.