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La batería – no basta con sustituirla, hay que programarla – parte 2.

25.04.2024

La batería – no basta con sustituirla, hay que programarla – parte 2.

Como al principio.

Las primeras soluciones de sistemas de gestión de baterías no medían la corriente de irrupción. Los valores que se midieron estaban limitados a la corriente que puede suministrar el alternador. Un ejemplo de la aplicación de la medición de corriente es el sensor número 13502261. Utilizando el comprobador QST-5, es muy fácil reconocer que se trata de un sensor alimentado por 5V y con una salida PWM de aproximadamente 126Hz.

Sensor de corriente detectado por el QST-5 (no fluye corriente).

El diseño de este sensor consiste en pasar un cable que sale de una de las pinzas por el centro del anillo del sensor (el propio sensor tiene una lengüeta especial que permite fijarlo al cable en una posición fija). Tenga en cuenta que este tipo de sensor no es invasivo, es decir. requiere un cable que atraviese el sensor sin conexión eléctrica. Por lo tanto, en teoría, el sensor podría colocarse en el cable positivo. Sin embargo, por razones prácticas, básicamente siempre es el lado del terminal negativo.

Sin corriente circulando por el sensor, el QST-5 indica un 50% de llenado de la señal PWM. Para la prueba, se hizo pasar una corriente de 5 A a través del cable en ambas direcciones. Esto permitió leer valores de llenado de señal del 47% y el 54%, lo que significa que el sensor detecta la corriente que fluye en ambas direcciones. El cambio en el relleno es de aproximadamente un 9% por cada 10A (o 0,9%/A). Basándonos en la información de que este sensor tiene un PWM máximo del 95% y un mínimo del 5%, se puede estimar que el rango del 90% permite medir la corriente en un rango de 100A (teniendo en cuenta la direccionalidad esto será +/-50A). Como ocurre con otros sensores, se conserva un cierto margen de indicación que se utiliza para el diagnóstico. Por lo tanto, los valores 0 – 4 y 96 – 100% pueden ser una indicación de un cortocircuito de la señal a tierra o de la fuente de alimentación más, respectivamente, o de un fallo general del sensor.

Resultados de medición proporcionados por el QST-5 cuando la corriente es de 5A.
Al cambiar la dirección de la corriente que fluye (-5A), se observa un cambio en el llenado de la señal PWM leída por el QST-5.

Estado de la batería: ¿cómo determinarlo?

Poco a poco, los sistemas BMS empezaron a extenderse cada vez más, pero al mismo tiempo a integrarse en sistemas más autónomos. Esto llevó a la introducción en los automóviles de la llamada pegamento inteligente. Este enfoque permitió controlar, además de la corriente, la tensión directamente en las pinzas y la temperatura de la propia batería. Este diseño también permite medir la corriente de irrupción, lo que proporciona información adicional para el diagnóstico del sistema. Sin embargo, a diferencia de los primeros sistemas, ya está conectado eléctricamente a la pinza negativa. Debido a la cantidad de información (medición de varios parámetros), se trata ya de un sistema con comunicación digital, que suele utilizar el bus LIN.

Tensión en reposo

El estado de carga de una batería de plomo queda bien reflejado por la tensión de reposo en vacío. Por eso el smart stick da como uno de los parámetros cuál era la tensión y la corriente en reposo. Sin embargo, para realizar dicha medición, el coche debe estar fuera de uso durante varias horas. Los controladores entrarán en reposo en ese momento y será posible determinar la tensión de reposo. En estas condiciones, la corriente se tomará en el rango adecuado para que no afecte a la tensión medida (o su efecto es conocido por el fabricante). La medición continua de la temperatura ayuda aún más a los algoritmos que calculan la energía disponible de la batería. Además, le permite adoptar una estrategia de tarificación adecuada.

Resistencia interna

El análisis de la caída de tensión bajo la influencia de la corriente absorbida es otro parámetro que permite calcular la resistencia interna de la batería. Esto a su vez es un parámetro importante para evaluar el estado progresivo de desgaste o la aparición de o la presencia de sulfatación.

Por supuesto, cada vez se utilizan algoritmos más nuevos, muchos de los cuales están cubiertos por diversos tipos de patentes. Dado que un sensor de este tipo está conectado todo el tiempo y controla los parámetros, «aprende» continuamente la batería. Sin embargo, para que un sistema de medición de este tipo funcione a pleno rendimiento, necesita una serie de parámetros correctos para empezar. En la mayoría de los casos se trata del fabricante, el tipo de tecnología de fabricación y la capacidad de la pila, y a veces es necesario introducir el número de serie. Estos datos permiten utilizar algoritmos ya preparados por el fabricante, lo que resulta en la mejor forma de controlar el estado y la capacidad de la batería. Por lo tanto, la sustitución de la pila por una nueva requiere un procedimiento denominado adaptación de la pila.

Adaptación de la batería.

Una pila nueva tiene características diferentes a una que ha estado en uso durante varios años. A medida que envejecemos, ciertos valores medidos cambian. Como ya se ha mencionado, su control permite identificar dos variables clave:

  • Estado de carga (SOC),
  • Estado de salud (SOH)

Estos valores son cruciales para el BMS, ya que selecciona los parámetros de carga para que la batería esté siempre lista para arrancar el motor. Al mismo tiempo, garantiza que la batería del coche siga funcionando el mayor tiempo posible. Por lo tanto, sustituir la pila por una nueva sin informar a la electrónica de este hecho puede dar lugar al tipo de carga que se «aprendió» para la pila antigua. El resultado será una infrautilización de toda la capacidad de la nueva batería. Además, puede acortar considerablemente su vida útil. Para informar al sistema electrónico del coche sobre la sustitución, necesita disponer del software adecuado. Por este motivo, es aconsejable que un especialista sustituya la batería para que pueda disfrutar de un sistema Start-Stop operativo durante el mayor tiempo posible sin tener que sustituir la batería prematuramente.

Puede sustituir la batería usted mismo, pero …

La compra de una batería nueva debe completarse con el procedimiento de servicio adecuado realizado mediante la conexión de un comprobador especial a la toma EOBD. En la mayoría de los casos, se trata de una acción sencilla y puntual que informa al sistema electrónico del coche de que se ha instalado una batería nueva. Para llevarlo a cabo, necesita el equipo y el software adecuados, cuya adquisición puede no resultar rentable para un usuario individual. En los vehículos más antiguos, la adaptación de la batería requiere además dejar el coche cerrado durante varias horas. Los vehículos más nuevos, gracias a sistemas BMS más inteligentes, no requieren tal expectativa y pueden determinar por sí mismos los parámetros necesarios.

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