Todo lo que necesitas saber sobre la batería de las bicicletas eléctricas

Baterías y paquetes de baterías, el elemento vital de tu bicicleta eléctrica
¿Plug and play?... No siempre es tan fácil y ciertamente no es muy simple para la mayoría de nosotros... ¿O sí?

Un buen paquete de baterías de litio puede costar tanto, y a menudo incluso más, que el resto del equipo de tu bicicleta eléctrica. Elegir el paquete adecuado para el trabajo es muy importante. A continuación, encontrarás información para encaminarte hacia la felicidad de la bicicleta eléctrica. ¡Sigue leyendo!

A finales de los 90, cuando comencé a aprender sobre bicicletas eléctricas y kits de conversión de bicicletas eléctricas relacionados, me encontré mirando un sitio web que ofrecía un paquete de baterías de plomo ácido de 150 $ y luego desplazándome hacia abajo, un paquete de NiMH, la opción del santo grial a 1200 $. .. ¿Qué dices? ... ¿casi 10 veces el precio por solo el doble de autonomía? Eso no puede ser correcto. ¿O sí?

La gran pregunta: ¿cómo obtienes la mayor cantidad de batería por tu dinero ganado con tanto esfuerzo?

Bueno, el primer paso es aprender y comprender los conceptos básicos sobre los paquetes de baterías, luego determinar qué necesita y cuánto puede pagar. ¡Lo último con lo que quiere lidiar es estar lejos de casa y quedarse sin energía de repente! Salir a dar un paseo con confianza, sabiendo que lo pasará muy bien, disfrutando del paseo, las vistas y los sonidos y luego volver a casa sin estrés es el objetivo final y hará que desee hacerlo una y otra vez... Todos los días... "Ebiking" es una forma de vida para algunos de nosotros, fallas en el equipo y quedarse tirado lejos de casa, no está en mi lista, ¡a cualquier precio!

Autonomía, ¿qué tan lejos puede llegar con una carga completa? Bueno, damas y caballeros, mi principal fastidio personal, ¡las estimaciones de autonomía! Todas las empresas, sitios web y vendedores luchan con esto, por un lado, tienen el deseo de afirmar que es el mejor escenario posible, ya que es el mejor argumento de venta, pero por otro lado, si parece demasiado bueno para ser verdad, generalmente lo es. El hecho es que, normalmente, se pueden esperar 20 millas/32 km de una batería de litio promedio de 6 a 8 libras, esa es la verdad universal y prácticamente la declaración más honesta que una empresa puede hacer.

EspañolAutonomía de peso de la batería de iones de litio (mi)
6-8 libras 20 millas (32 km)
En la vida real no es posible tener más autonomía y menos peso hasta que la tecnología de las baterías mejore significativamente; esas son las realidades para todos. De 6 a 8 libras para 20 millas de autonomía sin pedaleo a 20 mph. No importa qué paquete de baterías y quién lo venda, obtenga el peso real y base su autonomía en esa información.

Aquellos que afirman "100 millas con una sola carga" tienen una batería de 40 libras ($$$$$) o pretenden que pedalee durante 80 millas y luego encienda la energía durante otras 20... Si cualquier paquete de baterías pudiera ofrecer 100 millas de autonomía sin pedaleo con una sola carga y pesar menos de 10 libras, la gasolina costaría mucho menos. En algunas bicicletas eléctricas equipadas con sensores de pedal y sin acelerador en el manillar, que requieren que pedalee para que fluya la energía, las estimaciones de autonomía pueden ser verdaderas con configuraciones de potencia muy bajas. Sin embargo, dado que el ciclista pedalea y proporciona potencia humana, esto no es un rango sin pedaleo y hace una diferencia significativa.

Si su bicicleta eléctrica tiene un acelerador en el manillar, que permite que el motor funcione sin pedalear, el consumo de energía es mucho mayor. Es importante entender cómo funciona su bicicleta eléctrica, un kit de 500w no usa exactamente 500w, todo el tiempo. Si pedalea sin usar energía, su batería permanece completamente cargada hasta que la use, es totalmente posible andar un día entero con una carga usándola con moderación. Dicho esto, la mayoría de las personas andan con el acelerador firmemente fijado en "máximo" y de esta manera, esperan 20 millas con una batería de 6 a 8 libras en una hora antes de quedarse sin energía en la mayoría de las bicicletas. (*insertar letra pequeña aquí)

¿Qué es un paquete de baterías? ... Bueno... ¡Es un paquete de baterías! Un paquete está hecho de una serie de celdas de batería más pequeñas, todas apiladas de una manera específica para brindar la energía requerida que su sistema de bicicleta eléctrica necesita para funcionar. ¡Debes elegir el paquete adecuado para tu aplicación!

Voltios y amperios: sin entrar en demasiados detalles confusos, el voltaje es lo que impulsa (acelera) el flujo de energía eléctrica, mientras que los amperios son una medida de fuerza. Por lo general, las bicicletas eléctricas con mayor voltaje van más rápido, mientras que los amperios más altos requieren cables de mayor calibre y/o paquetes de baterías más grandes y potentes. La combinación de voltios y amperios equivale a vatios.

Bien, es hora de hacer algunos cálculos y llegar al meollo del asunto. Todas las baterías y los paquetes de baterías tienen letra pequeña, que enumera varias cosas de gran importancia. Póngase los anteojos bifocales y entrecierre los ojos; espere encontrar cosas como:

Voltios: se utilizan para describir la velocidad a la que se mueven los electrones. ¡Más voltaje = más velocidad!

Amperios: qué tan ancha es la carretera, más carriles, más autos pueden pasar al mismo tiempo uno al lado del otro...

Vatios: la combinación de voltios y amperios (voltios x amperios = vatios)

Amperios hora: siempre deben estar indicados, generalmente de 10 a 20 amperios hora (abreviado "ah"), una medida de cuántos amperios fijos puede sostener una batería durante 1 hora (tasa C). O bien, duplica los amperios durante la mitad del tiempo... O la mitad de los amperios durante dos horas... Etc.

Vatios hora: esta es una forma mucho más precisa de saber cuánta energía utilizable hay en un paquete de baterías determinado (abreviado wh) cuando está disponible, ¡este es el número que debes buscar! Además, ¡puedes traducirlo a cuántos vatios, de forma continua, durante 1 hora! Una batería de 500 Wh puede entregar 500 vatios durante 1 hora o 1000 W durante 30 minutos... O 250 W durante 2 horas... Etc. La mayoría de las bicicletas eléctricas no utilizan energía a un nivel exacto, de forma continua, por lo que esto no se traduce directamente en tiempo de uso, pero puedes ver rápidamente cómo una batería más grande con más energía (capacidad) puede entregar niveles de energía más bajos durante períodos de tiempo más prolongados y llegar más lejos con una carga.

Energía de la batería

(vatios hora)

Tiempo de funcionamiento de la carga (horas)
500 wh 250w 2 horas
500 wh 500w 1 hora
500 wh 1000w 30 minutos

Una advertencia: algunos vendedores tienden a mentir y a "prometer demasiado" cuando se trata de expectativas de autonomía. Asegúrese de investigar un poco antes de comprar, haga las preguntas correctas y compre a un vendedor que proporcione estimaciones de autonomía en relación con su peso, bicicleta, uso previsto y potencia prevista.

Ah vs wh: esto puede resultar confuso, pero es muy importante entender la diferencia. Los amperios hora (ah) no significan nada a menos que tenga en cuenta el voltaje. Los vatios hora (wh) son mucho más importantes porque tienen en cuenta el voltaje y los amperios hora juntos y determinan qué tan lejos puede llegar con una carga completa. No todos los paquetes están etiquetados y/o fabricados de la misma manera, así que tenga cuidado y preste mucha atención.

Ejemplo de Wh: 36v 10ah = 360wh y 48v 10ah = 480wh

Una palabra de sabiduría confusa, si consideras una bicicleta que puede funcionar tanto con 36v como con 48v, va más rápido con 48v cuando se ejecuta a máxima potencia. Cuanto más rápido vayas, más energía necesitarás.

Por lo tanto, una batería de 48v con 120wh adicionales, en comparación con el paquete de 36v, no siempre te dará más autonomía, si vas más rápido de lo que la bicicleta de 36v iría a máxima potencia... Pero, ¿quién puede resistirse a ir más rápido? .. Pero, por lo demás, cuanto más Wh tengas en la bicicleta, más autonomía puedes esperar de ella.

¿Qué significa todo esto para ti? Con solo un poco de conocimiento, puedes tomar decisiones de compra mejor informadas, reunir las piezas del kit adecuadas y conducir felizmente para siempre sin quedarte sin energía y sin comprar mucho más de lo que necesitas.

Tamaño, peso y forma, tres cosas a tener en cuenta al tomar una decisión sobre qué paquete comprar. Tiene que encajar y no ser demasiado pesado, y debe verse bien una vez instalado en tu bicicleta. Es probable que no encuentres todos los factores ideales en un paquete, pero algunos son vitales, mientras que otros no tanto.

El error más común que cometen muchos ciclistas eléctricos es querer una batería enorme, todo esto está bien hasta que tienes que descubrir cómo montarla en tu bicicleta eléctrica, y luego empeora cuando necesitas llevarla por un tramo de escaleras o ponerla en un portabicicletas.

Sé realista y podrás ahorrarte muchos dolores de cabeza y dinero, ¡además de terminar con el mejor vehículo posible para tus necesidades!

Después de construir cientos de bicicletas para personas bajas y altas, grandes y pequeñas, he descubierto que la clave para una configuración ideal es tener el paquete de baterías más liviano y pequeño posible que haga el trabajo. Puede parecer una buena idea tener un paquete con el doble de energía que necesitas para que nunca te quedes sin energía ni siquiera en tu viaje más largo, pero esto puede ser un error, ¡y se repite con demasiada frecuencia!

Primer paso: determina tus necesidades. La mayoría de las personas, incluido yo mismo, rara vez recorren más de 32 kilómetros seguidos sin parar (32 km), normalmente mucho menos. Sin embargo, yo salgo a hacer varios viajes en un día, ¡muy a menudo! Salir a hacer un pequeño recado y luego enchufar el cargador puede ser rápido y cómodo, y 30 minutos después puedo salir de nuevo con una carga completa si es necesario. Lo que quiero decir aquí es que una bicicleta eléctrica con una batería pequeña es más ligera, cuesta menos, es mucho más agradable de conducir y se puede cargar rápidamente al mismo tiempo que proporciona toda la autonomía que necesitas, incluso si no es todo con una sola carga.

Dicho esto, si tus necesidades son de naturaleza más utilitaria, como un triciclo eléctrico que transporta un remolque con comestibles o niños, o en mi caso un perro de 30 kg, subiendo algunas colinas importantes contra un fuerte viento. Bueno, en ese caso, no solo necesitas una batería más grande, necesitas un motor más grande, una bicicleta más fuerte, más pesada, más cara, ¿entiendes la idea? Pero, si eso es lo que necesita, hay paquetes de mayor capacidad disponibles que le permitirán realizar los trabajos más grandes.

La gran mayoría de las veces, una bicicleta eléctrica ligera es lo que la mayoría de nosotros necesitamos. En este tipo de bicicleta eléctrica, en carreteras bastante planas, sin mucho viento o sin nada (porque un poco de viento puede marcar una gran diferencia en el consumo de energía), mientras pedaleas apenas, muy despacio pero sin sudar, con neumáticos en buen estado e inflados, un ciclista típico de 200 libras o menos puede esperar tasas de consumo de 10 Wh/km... o 17 Wh/milla en promedio. Puede ser mucho más o mucho menos dependiendo de innumerables factores, pero este es un número realista con el que empezar.

Por ejemplo, un paquete de baterías de 36 V 10 Ah con 360 Wh de capacidad (36 voltios por 10 amperios hora equivalen a 360 vatios hora). En teoría, este paquete proporcionaría 36 km de autonomía, o 22 millas, con una carga completa del 100 %.

Ahora, antes de que todos los ingenieros me enfaden por promediar números y ser poco específico, lo hago por razones de simplicidad, el kilometraje real variará. Muy pocas personas tienen las herramientas para medir la capacidad de un paquete de baterías y algunos vendedores pueden aprovecharse de esto.

Voltaje (v) capacidad (ah) energía (vatios hora) alcance (mi)
36v 10ah 360 vatios hora 22mi (36km)

Voltaje: la mayoría de los kits de bicicletas eléctricas están clasificados para un rango de voltaje específico. Una bicicleta eléctrica típica de 36v necesita una batería que proporcione energía entre 42v y 30v. Un paquete de 36v, a 42v, está completamente cargado al 100% y retiene tanta energía como puede y a 30v debería apagarse y dejar de proporcionar energía antes de causar un daño permanente. Más sobre bms (sistema de monitoreo de batería) en un momento. El número común "36v" es un voltaje operativo promedio o, a veces, llamado voltaje nominal.

Electric-find.Com dice: "Voltaje nominal. Un valor nominal asignado a un circuito o sistema con el fin de designar convenientemente su clase de voltaje (por ejemplo, 120/240 voltios, 480 voltios/277 voltios, 600 voltios). El voltaje real al que funciona un circuito puede variar del nominal dentro de un rango que permite el funcionamiento satisfactorio del equipo. 28 de mayo de 2009"

Algunos kits de bicicletas eléctricas tienen un amplio rango de funcionamiento, como 36 V o 48 V, así que tenga cuidado y elija en consecuencia. La mayoría de los kits de bicicletas eléctricas con pantallas que muestran los niveles de carga de la batería con una serie de luces LED solo pueden funcionar con ese voltaje. En caso de duda, ¡pregúntele al vendedor!

Pantalla led e-trikekit 2012

El voltaje es lo que impulsa las rpm máximas del motor. Si se le aplica un cierto voltaje al mismo motor, girará a una velocidad determinada. Si aumenta el voltaje, girará más rápido. Dicho esto, los motores eléctricos están hechos para girar a unas rpm determinadas para una aplicación determinada, determinada por su construcción. En resumen, una bicicleta de 36 V irá más rápido con una batería de 48 V (si la electrónica entre el motor y la batería es compatible). Al motor en sí no le importa, pero al resto de los componentes sí; controlador, acelerador, pantalla, etc.

Amperios: para elegir una batería adecuada, debe conocer el "controlador" de su bicicleta eléctrica. Es algo que se encuentra en todas las bicicletas eléctricas y hace exactamente lo que se le llama: controla la energía entre la batería y el motor mediante pulsos de encendido y apagado muy rápidos (también conocido como PWM, modulación por ancho de pulso). Si estás completamente detenido y pisas el acelerador a fondo, el controlador intervendrá y dirá "woooah... ¡Ahí tienes, amigo... Espera... No tan rápido...! Y establecerá un límite de cuántos amperios se permite que fluyan al motor, es la clasificación máxima de amperios. ¿Por qué esto es importante en términos de elegir el paquete de baterías adecuado? Porque debes tener una batería que sea lo suficientemente potente como para entregar esos amperios sin sobrecalentarse, apagarse, fundir un fusible, etc.

En general, una batería de 10 ah funcionará bien con un controlador de 20 amperios o menos. Si conoces algunas de las especificaciones pero no todas, puedes hacer los cálculos, pero una vez más, asegúrate de tener los datos correctos y honestos para comenzar. A veces, algunos controladores tienen "clasificaciones de vatios", mientras que otros mostrarán "Amperios máximos" y esto puede generar confusión. Cuando un controlador está clasificado en vatios, debes saber si se trata de "vatios máximos" o "vatios continuos" con un valor más alto. pico. Su batería debe soportar de manera segura el "pico" o "máximo" cuando sea necesario.

Calidad: ¡un paquete de baterías es tan bueno como su celda más débil y tan duradero como el elemento en el que lo coloca! En los viejos tiempos (oh, Dios... ¿acabo de escribir eso?... ¡Uf!) obtener un paquete duradero era pura suerte y algo poco común. Un paquete que durara algunas temporadas o que sobreviviera a unas vacaciones de 6 meses en un banco sin autodescargarse hasta morir era algo poco común. Los paquetes de baterías y las celdas han mejorado mucho y hoy en 2017 finalmente hemos llegado a un punto en la evolución en el que los paquetes confiables y de calidad están fácilmente disponibles; son los detalles más finos los que más importan, como obtener uno de un proveedor confiable que respalde una garantía y que venda suficientes de ellos rápidamente para mantener paquetes recientemente fabricados en stock.

Bms y cargadores, para proteger y cargar su paquete. Las baterías de litio son livianas y duraderas, pero deben usarse dentro de sus límites específicos. Para garantizar una larga vida útil, los paquetes de baterías deben contener un BMS, también conocido como sistema de monitoreo de batería. Se ubica entre la batería y los cables de alimentación, monitorea todos los voltajes de las celdas internas y también suele observar cuántos amperios fluyen. Si se alcanza algún límite, el BMS debería intervenir cortando la energía de manera segura. En un mundo perfecto, el BMS se quedaría allí y no haría nada, pero si conduce hasta que agote toda la energía disponible, lo apagará y evitará cualquier daño a las celdas de la batería. Una situación similar ocurre con el cargador: el BMS permitirá que el cargador haga su trabajo siempre que todas las celdas estén en armonía y dentro de sus límites. Un cargador de calidad es muy importante y, a menudo, se pasa por alto por completo. He sido testigo de excelentes paquetes de baterías destruidos por cargadores horribles.

Montar el paquete de batería en su bicicleta eléctrica puede ser un desafío; hay ubicaciones ideales y otras convenientes, pero rara vez se combinan como una sola. Dependiendo de la bicicleta que elijas y de tu estilo de conducción, el interior del cuadro y entre las ruedas es ideal para lograr la mejor distribución posible del peso y comodidad de conducción... Mientras que en un portaequipaje trasero o en alforjas es fácil y cómodo, pero puede tener un efecto adverso en el manejo (y en el aspecto... Supongo que es una opinión personal). ¡Aquí es donde entran en juego la forma y el peso!

Los paquetes de baterías en cajas de aluminio y soportes de montaje facilitan mucho la tarea de montaje en su bicicleta eléctrica y, al mismo tiempo, protegen el paquete de los impactos, pero agregan costo, peso y volumen. Un paquete con una envoltura retráctil simple es más económico, pero se debe tener cuidado de montarlo de manera segura para evitar que las celdas, que son bastante frágiles, se aplasten o se dañen debido a la vibración durante la conducción o cuando la bicicleta se vuelque y golpee el suelo (no si... ¡sino cuándo!).

¿Demasiado pequeño? Sí, este es un posible problema a considerar. Una batería que puede funcionar durante una hora en las peores situaciones suele tener el tamaño adecuado. Una batería de mayor capacidad no tendrá que trabajar tanto como una batería más pequeña cuando se usa en una bicicleta determinada. Una batería de 10 Ah que proporciona 500 W continuos funcionará durante la mitad del tiempo que una batería de 20 Ah. Hay muchos otros factores a tener en cuenta (la tasa C y la resistencia interna de las celdas utilizadas en una batería)... Pero esto está más allá del alcance de este texto... Busque en Google "batería de litio con tasa C"

Cuidado de la batería: haga que dure, aprenda sobre el uso y el cuidado adecuados, incluso con un sistema de control de la batería que apague la energía de manera segura, siempre es mejor seguir cargando y tratar de nunca agotar por completo la batería, esto se aplica a todos los tipos de batería. Personalmente, me gusta salir de viaje siempre con una carga completa siempre que sea posible, y si sé que estoy ampliando los límites de mi autonomía, hago un mayor esfuerzo para pedalear un poco más fuerte y conservar energía. No cargue una batería congelada, llévela a un lugar cálido y déjela que se caliente, si usted se siente cómodo con una camiseta, también lo estará su batería. Está bien usar su batería en climas fríos, espere una caída en la autonomía y el rendimiento durante los meses de invierno, pero no hay problema. Deje que se caliente antes de cargarla si estuvo almacenada en el frío anteriormente.

La carga de oportunidad también es perfectamente aceptable. Si tu viaje es largo y paras a tomar un café o a hacer un pequeño descanso, enchufa el cargador y toma algo de energía. Puede que no se cargue por completo, pero ampliará tu autonomía si es necesario. Y, por si alguien pregunta, la electricidad de la pared cuesta unos 10 centavos por kilovatio hora (1000 Wh = 1 kWh), por lo que tu paquete de baterías de 360 ​​Wh solo tiene menos de 4 centavos de energía con una carga completa.

Envío legal de tu paquete. Este es un tema muy controvertido. Dada la cantidad significativa de energía que pueden contener estos paquetes de baterías, existen regulaciones y formas adecuadas de empaquetarlos, enviarlos y manipularlos. Los vendedores de buena reputación publicitan con orgullo que realizan envíos legales, es decir, "sin certificación", un proceso muy costoso para garantizar el envío más seguro posible. Muchos vendedores más pequeños no realizan envíos sin certificación y lo hacen de manera ilegal. En caso de que necesites devolver un paquete para la garantía, también lo harás.

La densidad de energía es la cantidad de energía que puede contener una batería para un volumen específico (wh/litro), a diferencia de los líquidos típicos, donde 1 galón ocupa un espacio determinado. Dos paquetes de baterías de tamaño idéntico pueden contener diferentes cantidades de energía utilizable. Por ejemplo, en los primeros días del litio, una celda 18650 típica podía contener alrededor de 1000 mAh (mil miliamperios hora "Mah" = 1 amperio hora "Ah"). Si nos adelantamos al día de hoy, en 2017, hay celdas disponibles que tienen el mismo tamaño (las celdas 18650 tienen 18 mm de ancho y 65 mm de largo) y pueden contener más de 3500 mAh. Por lo tanto, para una caja del mismo tamaño, un paquete de baterías moderno puede ofrecer una autonomía tres veces superior a la que era posible hace 10 años.

Plomo-ácido frente a litio, el plomo es menos costoso al principio. Si no puede permitirse un paquete de baterías de litio adecuado, el plomo es la opción menos posible disponible para salir a la carretera. Considere que una batería de litio de 6 lb puede durar tanto como una batería de plomo-ácido de 30 lb de igual voltaje.

Capacidad química de la batería Rango de peso (mi)
Plomo-ácido 15 ah* 30 lb 20 mi (32 km)
Ion de litio 9 ah 6 lb 20 mi (32 km)
*Estamos considerando una batería de plomo-ácido de 15 ah contra una batería de iones de litio de 9 ah aquí porque la capacidad utilizable (en el uso típico de alto amperaje en una bicicleta eléctrica - consulte la ley de Peukert) de la batería de plomo de 15 ah es solo de aproximadamente 9 ah (66 %) - tenga en cuenta que tienen el mismo rango*

Como puede ver, hay mucho que considerar si realmente desea profundizar en los paquetes de baterías de litio que están hechos para alimentar bicicletas eléctricas. En general, su mayor consideración como comprador debe ser saber cómo cuidar su paquete de baterías, investigar y comprar de un proveedor confiable que envíe un paquete no certificado legalmente y, sobre todo... ¡comprar el paquete que mejor se adapte a sus necesidades de conducción de bicicletas eléctricas!