Baterías para patinetes eléctricos
La batería es el “depósito de combustible” de tu patinete eléctrico. Almacena la energía que consumen el motor de corriente continua, las luces, el controlador y otros accesorios.

La mayoría de los patinetes eléctricos incorporan baterías de iones de litio debido a su excelente densidad energética y durabilidad. Muchos patinetes eléctricos para niños y otros modelos económicos utilizan baterías de plomo-ácido. En un patinete, la batería está compuesta por celdas individuales y un sistema electrónico de gestión de la batería que garantiza su funcionamiento seguro.
Las baterías de mayor capacidad (medida en vatios-hora) permiten que el patinete eléctrico recorra mayores distancias. Sin embargo, también aumentan su tamaño y peso, lo que lo hace menos portátil. Además, las baterías son uno de los componentes más caros del patinete, por lo que el coste total aumenta en consecuencia.

Tipos de baterías
Las baterías de los patinetes eléctricos están compuestas por muchas celdas individuales. Más concretamente, están hechas de celdas 18650, una clasificación de tamaño para baterías de iones de litio (Li-Ion) con dimensiones cilíndricas de 18 mm x 65 mm.

Cada celda 18650 en un paquete de baterías es bastante modesta: genera un potencial eléctrico de aproximadamente 3,6 voltios (nominal) y tiene una capacidad de alrededor de 2,6 amperios-hora (2,6 A·h) o aproximadamente 9,4 vatios-hora (9,4 Wh).

Las celdas de la batería funcionan con un voltaje que oscila entre 3,0 voltios (0% de carga) y 4,2 voltios (100% de carga).

Iones de litio
Las baterías de iones de litio poseen una excelente densidad energética, es decir, la cantidad de energía almacenada en relación con su peso físico. Además, tienen una excelente durabilidad, lo que significa que pueden descargarse y recargarse, o someterse a ciclos de carga y descarga, muchas veces sin perder su capacidad de almacenamiento.

El término Li-ion se refiere a diversas químicas de baterías que utilizan iones de litio. A continuación, se presenta una breve lista:

Óxido de manganeso y litio (LiMn2O4); también conocido como: IMR, LMO, Li-manganeso
Litio manganeso níquel (LiNiMnCoO2); también conocido como INR, NMC
Óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (LiNiCoAlO2); también conocido como NCA, Li-aluminio
Óxido de litio, níquel y cobalto (LiCoO2); también conocido como NCO
Óxido de cobalto y litio (LiCoO2); también conocido como ICR, LCO, Li-cobalto
Fosfato de hierro y litio (LiFePO4)También conocido como IFR, LFP, fosfato de litio
Cada una de estas tecnologías de baterías representa un compromiso entre seguridad, durabilidad, capacidad y salida de corriente.

Litio manganeso (INR, NMC)
Afortunadamente, muchos patinetes eléctricos de calidad utilizan baterías con tecnología INR, una de las más seguras. Esta batería ofrece alta capacidad y corriente de salida. La presencia de manganeso reduce la resistencia interna, lo que permite una alta corriente de salida manteniendo bajas temperaturas. En consecuencia, se reducen las probabilidades de sobrecalentamiento e incendio.

Algunos patinetes eléctricos con tecnología INR incluyen los modelos WePed GT 50e y Dualtron.

Plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido son un tipo de batería muy antiguo que se encuentra comúnmente en automóviles y algunos vehículos eléctricos más grandes, como los carritos de golf. También se encuentran en algunos patinetes eléctricos; sobre todo, en los patinetes infantiles económicos de marcas como Razor.

Las baterías de plomo-ácido tienen la ventaja de ser económicas, pero adolecen de una densidad energética muy baja, lo que significa que pesan mucho en comparación con la cantidad de energía que almacenan. En comparación, las baterías de iones de litio tienen una densidad energética aproximadamente 10 veces mayor que las de plomo-ácido.

Paquetes de baterías
Para construir un paquete de baterías con cientos o miles de vatios-hora de capacidad, se ensamblan muchas celdas individuales de iones de litio 18650 formando una estructura similar a un ladrillo. Este paquete de baterías, con forma de ladrillo, es monitoreado y regulado por un circuito electrónico llamado sistema de gestión de baterías (BMS), que controla el flujo de electricidad hacia y desde la batería.
Las celdas individuales de la batería están conectadas en serie (extremo con extremo), lo que suma sus voltajes. Así es como se pueden encontrar patinetes con baterías de 36 V, 48 V, 52 V, 60 V o incluso de mayor capacidad.

Estos hilos individuales (varias baterías en serie) se conectan luego en paralelo para aumentar la corriente de salida.

Ajustando el número de celdas en serie y en paralelo, los fabricantes de patinetes eléctricos pueden aumentar el voltaje de salida o la corriente máxima y la capacidad en amperios-hora.

Cambiar la configuración de la batería no aumentará la energía total almacenada, pero permite que la batería ofrezca mayor autonomía y menor voltaje, y viceversa.

Voltaje y % restante
Generalmente, cada celda de un paquete de baterías funciona desde 3,0 voltios (0% de carga) hasta 4,2 voltios (100% de carga).

Esto significa que un paquete de baterías de 36 V (con 10 baterías en serie) funciona desde 30 V (0 % de carga) hasta 42 V (100 % de carga). Puedes ver cómo el porcentaje restante se corresponde con el voltaje de la batería (algunos patinetes lo muestran directamente) para cada tipo de batería en nuestra tabla de voltajes de baterías.

Caída de tensión
Todas las baterías sufren un fenómeno llamado caída de voltaje.

La caída de voltaje se debe a varios factores, como la química de los iones de litio, la temperatura y la resistencia eléctrica. Siempre resulta en un comportamiento no lineal del voltaje de la batería.

En cuanto se aplica una carga a la batería, el voltaje cae instantáneamente. Este efecto puede llevar a una estimación incorrecta de la capacidad de la batería. Si se leyera directamente el voltaje de la batería, se podría pensar que se ha perdido instantáneamente un 10 % o más de su capacidad.

Una vez retirada la carga, el voltaje de la batería volverá a su nivel real.

La caída de voltaje también se produce durante descargas prolongadas de la batería (como durante un recorrido largo). La química del litio en la batería tarda un tiempo en compensar la tasa de descarga. Esto puede provocar que el voltaje de la batería disminuya aún más rápidamente al final de un recorrido largo.

Si se deja reposar la batería, volverá a su nivel de voltaje real y preciso.

Clasificación de capacidad
La capacidad de la batería de un patinete eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), una unidad de medida de energía. Esta unidad es muy fácil de entender. Por ejemplo, una batería con una capacidad de 1 Wh almacena energía suficiente para suministrar un vatio de potencia durante una hora.

Una mayor capacidad energética implica una mayor cantidad de vatios-hora de batería, lo que se traduce en una mayor autonomía para un patinete eléctrico de un tamaño de motor determinado. Un patinete promedio tiene una capacidad de alrededor de 250 Wh y puede recorrer aproximadamente 16 kilómetros a una velocidad media de 24 kilómetros por hora. Los patinetes de alto rendimiento pueden alcanzar una capacidad de miles de vatios-hora y una autonomía de hasta 96 kilómetros.

Marcas de baterías
Las celdas individuales de iones de litio que componen la batería de un patinete eléctrico son fabricadas por un número reducido de empresas de renombre internacional. Las celdas de mayor calidad son fabricadas por LG, Samsung, Panasonic y Sanyo. Este tipo de celdas suelen encontrarse únicamente en las baterías de patinetes de gama alta.

La mayoría de los patinetes eléctricos económicos y para desplazamientos urbanos tienen baterías fabricadas con celdas genéricas de fabricación china, cuya calidad varía enormemente.

La diferencia entre los patinetes con baterías de marca y los genéricos chinos radica en una mayor garantía de control de calidad por parte de las marcas reconocidas. Si esto no se ajusta a tu presupuesto, asegúrate de comprar un patinete de un fabricante de renombre que utilice componentes de calidad y cuente con rigurosos controles de calidad.

Algunos ejemplos de empresas que probablemente tengan un buen control de calidad son Xiaomi y Segway.

Sistema de gestión de la batería
Si bien las celdas de iones de litio 18650 ofrecen grandes ventajas, son menos tolerantes a los errores que otras tecnologías de baterías y pueden explotar si se usan incorrectamente. Por esta razón, casi siempre se integran en paquetes de baterías con un sistema de gestión de batería.

El sistema de gestión de la batería (BMS) es un componente electrónico que supervisa el paquete de baterías y controla la carga y descarga. Las baterías de iones de litio están diseñadas para funcionar entre 2,5 y 4,0 V. La sobrecarga o la descarga completa pueden acortar la vida útil de la batería o provocar un sobrecalentamiento peligroso. El BMS debería evitar la sobrecarga. Muchos BMS también cortan la alimentación antes de que la batería se descargue por completo para prolongar su vida útil. A pesar de esto, muchos motociclistas siguen cuidando sus baterías, evitando descargarlas por completo y utilizando cargadores especiales para controlar con precisión la velocidad y la cantidad de carga.

Los sistemas de gestión de baterías más sofisticados también monitorizan la temperatura del paquete y activan un sistema de desconexión si se produce un sobrecalentamiento.

Caja
Si investigas sobre la carga de baterías, probablemente te encuentres con la tasa C. La tasa C describe la rapidez con la que la batería se carga o descarga por completo. Por ejemplo, una tasa C de 1C significa que la batería se carga en una hora, 2C significa que se carga completamente en 0,5 horas y 0,5C significa que se carga completamente en dos horas. Si cargas completamente una batería de 100 A·h con una corriente de 100 A, tardarás una hora y la tasa C será de 1C.

Duración de la batería
Una batería de iones de litio típica soporta entre 300 y 500 ciclos de carga/descarga antes de que su capacidad disminuya. Para un patinete eléctrico promedio, esto equivale a entre 3000 y 10 000 millas. Ten en cuenta que "disminuir la capacidad" no significa "perderla por completo", sino una caída notable del 10 al 20 % que irá empeorando progresivamente.

Los sistemas modernos de gestión de baterías ayudan a prolongar la vida útil de la batería, por lo que no deberías preocuparte demasiado por cuidarla en exceso.

Sin embargo, si desea prolongar la duración de la batería al máximo, existen algunas medidas que puede tomar para superar los 500 ciclos. Estas incluyen:

No guardes tu patinete completamente cargado ni con el cargador enchufado durante periodos prolongados.
No guardes el patinete eléctrico completamente descargado. Las baterías de iones de litio se degradan cuando su voltaje cae por debajo de 2,5 V. La mayoría de los fabricantes recomiendan guardar los patinetes con una carga del 50 % y recargarlos periódicamente hasta ese nivel para un almacenamiento a muy largo plazo.
No utilice la batería del patinete a temperaturas inferiores a 0 °C ni superiores a 45 °C.
Carga tu patinete con una tasa C baja, es decir, carga la batería a un ritmo menor en relación con su capacidad máxima para preservar o mejorar su vida útil. La carga óptima se realiza con una tasa C inferior a 1. Algunos cargadores más avanzados o de alta velocidad permiten controlar este parámetro.
Aprende más sobre cómo cargar un patinete eléctrico.

Resumen

La conclusión principal es que no abuses de la batería y durará toda la vida útil del patinete. ¡Recibimos quejas de todo tipo de personas sobre sus patinetes eléctricos averiados y rara vez se trata de un problema de batería!