Explicación de voltios, amperios y vatios hora

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Explicación de las baterías de bicicletas eléctricas

Las baterías son uno de los elementos centrales de las bicicletas eléctricas. Son necesarios para suministrar energía al motor, que a su vez brinda asistencia al ciclista y reduce la cantidad de esfuerzo humano necesario para mover la bicicleta.

Las baterías de bicicletas eléctricas vienen en varios tamaños y se pueden montar en el cuadro de diferentes maneras. Algunos son completamente internos y están sellados dentro del cuadro de la bicicleta. Como tales, no se pueden quitar, excepto mediante el uso de métodos y herramientas especiales disponibles para técnicos profesionales. Otros son extraíbles para facilitar la carga y el reemplazo, ya sea que estén montados completamente en el exterior (fuera del cuadro), parcialmente empotrados (hundidos en el cuadro hasta cierto punto) o completamente empotrados (hundidos por completo y casi invisibles en la bicicleta).

Independientemente de su tipo, todas las baterías de bicicletas eléctricas son en realidad paquetes de baterías y se componen de grupos de células, similar a las pilas AA o AAA estándar que se utilizan en las aplicaciones cotidianas. La cantidad de celdas y el método utilizado para agruparlas determina qué tan rápido pueden proporcionar energía y cuánto tiempo pueden continuar suministrándola.

Sin embargo, a diferencia de las baterías AA o AAA estándar, las que se usan en las bicicletas eléctricas suelen ser baterías de iones de litio recargables, similares a las que se usan en los teléfonos inteligentes y junto con las herramientas eléctricas inalámbricas. Las baterías de iones de litio son eficientes y se pueden recargar cientos o incluso miles de veces si se cuidan adecuadamente. La Asociación de Vehículos Eléctricos Ligeros, o LEVA, tiene un excelente artículo que nos permitieron volver a publicar sobre el cuidado y la seguridad adecuados de la batería para garantizar la máxima vida útil.

Las baterías totalmente integradas, como la de la Velotric Nomad 1, pueden combinar con el color de la bicicleta y desaparecer en el cuadro.

Términos y definiciones de batería de bicicleta eléctrica

Antes de profundizar en los detalles, consideremos un par de ejemplos de especificaciones de baterías de bicicletas eléctricas en relación con su aspecto habitual:

V = voltios y Ah = Amperios-hora

V = voltios y Wh = vatios-hora

Ambos ejemplos transmiten dos medidas básicas, aunque un poco diferentes. En ambos ejemplos, vemos primero los voltios; esta medida se relaciona con la disponibilidad de la energía eléctrica que la batería puede entregar. A continuación, se muestran los amperios-hora o los vatios-hora; estos representan la capacidad de una batería, o la cantidad de energía que puede almacenar.

Definamos estas palabras (y algunos términos adicionales útiles) un poco más claramente:

Actual: el flujo de electricidad, o transferencia de electrones, a través de un circuito.

Circuito: un sistema cerrado de cables y componentes eléctricos a través del cual puede viajar la corriente.

Voltios (V): la cantidad de fuerza eléctrica o presión que puede producir la batería; la velocidad de la salida de corriente de la batería. Esto también se denomina a veces fuerza electromotriz, y es más específicamente la velocidad a la que los electrones se mueven a través del sistema.

Tenga en cuenta que esta es una clasificación nominal que se utiliza con fines de clasificación. En realidad, el voltaje de una batería varía según la cantidad de energía que se extrae de ella en un momento dado, así como el nivel actual de carga de la batería. A medida que se extrae corriente de la batería, su voltaje disminuye. Esto se puede ver en un gráfico de voltaje de la batería de una bicicleta eléctrica.

El voltaje está determinado por el número de celdas de la batería dispuestas «en serie».

Amperios o amperios (A): una medida de la fuerza de la salida de la batería, o corriente. Más específicamente, el volumen de electrones que pasan a través del sistema. Esto está limitado por el tamaño de los cables que componen el sistema. Los cables más grandes permiten más corriente, los cables más pequeños permiten menos. En general, los sistemas con mayor voltaje deben usar cables más pequeños (que limiten el amperaje) para evitar el sobrecalentamiento.

Los amperios también se pueden considerar como la cantidad de energía extraída de la batería por lo que está alimentando, y pueden fluctuar de un momento a otro. En el caso de las baterías de bicicletas eléctricas y sus motores, se consume una mayor cantidad de amperios a medida que el motor trabaja más (es decir, cuesta arriba o usando solo el acelerador).

Amperios-hora (Ah): una medida de carga; la cantidad de energía que se puede entregar a través de un sistema eléctrico en el transcurso de una hora.

En el caso de una batería de 10 Ah, puede entregar 10 amperios de potencia en una hora, o 1 amperio de potencia durante 10 horas, etc., dependiendo de las necesidades del componente al que le esté entregando energía.

Los amperios-hora están determinados por la cantidad de grupos de celdas de batería dispuestas «en paralelo».

Vatios (W): una unidad de potencia, determinada por voltios y amperios; la cantidad de trabajo que puede ser realizado por un amperio de corriente entregado a 1 voltio. La cantidad de trabajo está determinada por la velocidad a la que se utiliza la energía.

Esta medida generalmente se aplica solo al motor de una bicicleta eléctrica, pero su batería debe soportar las necesidades del motor.

Vatios-hora (Wh): otra medida de capacidad. En este caso, la cantidad de trabajo que se puede realizar o la cantidad de energía que se gasta en el transcurso de una hora. Este es un resultado directo del voltaje de una batería multiplicado por sus amperios-hora.

Como tal, una batería de 24 V, 20 Ah y una batería de 48 V, 10 Ah pueden verse diferentes en el papel, pero tienen aproximadamente la misma cantidad de energía. Esto hace que los vatios-hora sean un indicador de capacidad más confiable cuando se comparan diferentes baterías.

Controlador: Un dispositivo que limita el flujo de electricidad a través de un circuito y evita que una batería descargue toda su energía a la vez. En términos de una bicicleta eléctrica, este es el «cerebro» que ajusta el sistema de asistencia del pedal, la cantidad de entrada que aporta el motor y la velocidad de la bicicleta eléctrica.

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