Al impartir seminarios sobre energía solar para vehículos recreativos 101 en las exposiciones de vehículos recreativos en todo EE. UU., animamos a las personas a cambiar sus baterías de vehículos recreativos a litio al construir un sistema de energía solar, simplemente porque son más eficientes, livianas y duraderas. Sin embargo, nos hemos dado cuenta de que existe cierta confusión sobre el dispositivo de autocalentamiento que se incluye en la última generación de baterías de litio-hierro-fosfato (LFP).
Cómo afecta la temperatura a las baterías de ciclo profundo
Las baterías estándar de litio-hierro-fosfato pueden cargarse normalmente entre 0 °C y 55 °C (32 °F y 131 °F). Fuera de este rango, su capacidad para transferir iones de litio de manera eficiente disminuye y puede dañar la batería. Para evitar que esto suceda, la mayoría de las LFP están equipadas con un sistema de gestión de batería (BMS), un chip de computadora dentro de la batería, para evitar que se carguen cuando hace demasiado frío o demasiado calor. Las baterías LFP continuarán descargándose (alimentando sus aparatos de CC y CA) entre -20 °C y 60 °C (-4 °F y 140 °F). Esta tasa de descarga (flujo de corriente) puede disminuir dependiendo de qué tan cerca esté la temperatura central de la batería de cualquiera de los extremos de este continuo de temperatura, lo que podría afectar la capacidad de hacer funcionar aparatos de alto amperaje.
Tenga en cuenta que no son solo las baterías LiFePO4 las que experimentan este problema con la carga en climas fríos. Las baterías de plomo-ácido inundadas tendrán dificultades para cargar por debajo de 4.4 °C (40 °F), y las baterías de gel tienen las mismas limitaciones de carga en frío que las LFP a 0 °C (32 °F). Solo las AGM superan a sus rivales, ya que son capaces de cargar hasta temperaturas de un solo dígito (hasta -15 °C/5 °F). Pero ninguna de las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo ofrece la opción de autocalentamiento. El autocalentamiento es exclusivo de las baterías de ciclo profundo de litio-hierro-fosfato.
Por qué el frío causa problemas en la química de las baterías LiFePO4
Todo se trata de un poco de química de la escuela secundaria. Cuando las baterías de litio se exponen a bajas temperaturas, la tasa de transferencia de iones de litio dentro y fuera del ánodo disminuye. Esta desaceleración en la tasa de transferencia de iones de litio es causada por la aleación de iones de litio que se deposita en la superficie del ánodo, impidiendo la entrada de los iones en el sitio de carbono del ánodo. Dependiendo de lo frío que haga, el electrolito podría volverse rígido y circular con menos fluidez en temperaturas más frías, disminuyendo así la tasa de transferencia de iones de litio y, en consecuencia, el voltaje y la potencia de salida de la batería. ¿Quiere saber aún más? Consulte este blog.
Aunque la mayoría de los usuarios de vehículos recreativos nunca experimenten temperaturas en el extremo superior de este rango, muchos disfrutan de los vehículos recreativos durante el invierno, o al menos, viajan durante el invierno de camino a un lugar más cálido. Cuando se piensa en cómo podría funcionar un dispositivo de autocalentamiento automático, es fácil suponer que el termostato interno simplemente enciende el calentador cada vez que la temperatura central baja de los 5 °C (41 °F). Pero eso no es del todo cierto. El dispositivo de autocalentamiento dentro de la batería no se calentará a menos que se cumplan AMBAS condiciones:
- La temperatura central de la batería, que es monitoreada por el BMS, es inferior a 5 °C (41 °F).
- Hay una corriente de carga de al menos 4 A proveniente del panel solar, cargador de CC a CC, cargador de CA a CC o generador de gas.
Propósito del diseño y ejemplo de escenario
Usted opera su vehículo recreativo con energía solar y disfruta acampar sin conexión a la red en invierno. Sus baterías de litio para vehículos recreativos están guardadas en la caja de la batería en la lanza de su vehículo recreativo. Es de noche y las temperaturas exteriores bajan de cero, lo que hace que la temperatura central de sus baterías baje lentamente por debajo de 5 °C (41 °F). Si el autocalentador utilizara una pequeña cantidad de energía de la batería para funcionar, agotaría innecesariamente su banco de baterías, especialmente si tuviera que funcionar toda la noche. Por lo tanto, a menos que esté tratando de hacer funcionar aparatos de alto amperaje por la noche y la temperatura central de la batería baje de -20 °C (-4 °F) (extremo inferior del rango de temperatura de descarga), no es necesario calentar la batería durante la noche.
Luego, cuando su conjunto solar se ilumina por la mañana y genera al menos 4 A (la mayoría de los paneles de 100 W producen alrededor de 5 A cuando están completamente iluminados), el BMS encenderá automáticamente el dispositivo de autocalentamiento dentro de la batería, utilizando ese pequeño flujo de corriente. El dispositivo de autocalentamiento se apaga automáticamente cuando la temperatura central de la batería alcanza los 10 °C (50 °F). Si la temperatura exterior permanece bajo cero mientras su conjunto solar está iluminado, el autocalentador regulará la temperatura de la batería durante todo el día, manteniéndola entre 5 °C y 10 °C (41 °F y 50 °F) para que pueda cargarse de manera eficiente. Si es un día nublado y su sistema no está obteniendo suficiente ganancia solar, podría usar un calentador de batería o posiblemente el motor de su vehículo remolcador para crear una carga lenta, ya sea por sí solo o con la mayor potencia de un cargador de CC a CC.
El tiempo que tarda este proceso de calentamiento depende de lo frías que se pongan las baterías de litio del vehículo recreativo durante la noche. Según nuestra experiencia personal con las baterías inteligentes de litio-hierro-fosfato de 100 Ah con autocalentamiento de Renogy instaladas en el suelo de nuestra caravana antigua, hemos notado un retraso significativo entre la caída de las temperaturas exteriores y la caída de la temperatura central de la batería. Las temperaturas exteriores nocturnas deben bajar mucho, hasta un solo dígito (por debajo de -12 °C), para que la temperatura central de la batería se acerque al punto de congelación en el interior.
Recientemente, incluso cuando la mínima nocturna bajó a un solo dígito (-12 °C/9 °F), la temperatura central de la batería solo marcaba -1 °C (30 °F) al amanecer del día siguiente. Una vez que nuestros paneles se iluminaron a las 9 a. m., las baterías comenzaron a cargarse normalmente en 20 minutos después de que se encendiera el autocalentador. En resumen, ¡estas baterías con autocalentamiento son un cambio total para nosotros! Consulte el video corto a continuación para ver lo que mostró nuestro monitor Renogy ONE Core durante esta prueba.
Insertar video de vehículos recreativos en clima frío aquí.
Estrategias para acelerar el tiempo de autocalentamiento
- Instale baterías de litio para vehículos recreativos en el interior. Las baterías de litio están completamente selladas y no desgasifican, lo que las hace seguras para instalar dentro de su vehículo recreativo. Si las baterías están instaladas en el suelo de su vehículo recreativo, pruebe con AirSkirts para mantener el suelo más cálido, ahorrar en el uso de propano y evitar que las tuberías se congelen.
- Agregue aislamiento dentro de la caja de la batería. Si guarda sus baterías en la lanza de su vehículo recreativo, recubrir el interior de la caja de la batería con una capa de aislamiento de espuma rígida ayudará a mantener la batería más caliente en invierno.
- Use una manta de batería. Las mantas de batería están diseñadas para ajustarse cómodamente sobre una batería, proporcionando un buen aislamiento al atrapar el calor generado por el banco de baterías de litio.
- Use un calentador de batería. Los calentadores de batería con temperaturas y configuraciones ajustables son una forma perfecta de mantener las baterías de litio de los vehículos recreativos más cálidas en condiciones extremadamente frías.
¿Qué baterías Renogy LiFePO4 tienen función de autocalentamiento?
Además de las baterías inteligentes LFP de autocalentamiento de 100 Ah que hemos instalado en nuestro propio equipo, Renogy ofrece baterías de litio con autocalentamiento en voltajes que van desde 12 V a 48 V y capacidades de almacenamiento que van desde 100 Ah a 400 Ah. Eche un vistazo a la última línea…
Opciones de 12 V: 12 V-100 Ah PRO, 12 V-300 Ah CORE, REGO 12 V-400 Ah
Opciones de 24 V: 24 V-100 Ah CORE, 24 V-200 Ah CORE
Opciones de 48 V: 48 V-50 Ah SMART
Aprovechar las 3 formas de cargar sus baterías de litio para vehículos recreativos (a través de paneles solares, cargador de CA a CC y de CC a CC) le ofrece múltiples opciones sin importar el clima exterior. Con las baterías de autocalentamiento en su lugar, podrá recargar sus baterías para satisfacer sus demandas de energía de manera más eficiente y efectiva en climas fríos. ¡No deje que las bajas temperaturas nocturnas le impidan disfrutar de su lugar favorito en invierno, o descubrir uno nuevo!
En 2012, Shari Galiardi y David Hutchison dejaron atrás sus carreras y un cómodo hogar en Carolina del Norte para viajar con la caravana antigua que restauraron con cariño, equiparon con energía solar y llamaron "Hamlet". Lo que comenzó como un breve descanso de sus carreras y responsabilidades rápidamente se convirtió en un romance con la vida en la carretera. Han aprovechado sus antecedentes en educación superior, su deseo de aprendizaje continuo y su sed de viajes de aventura para escribir, fotografiar, producir videos y dar charlas por todo el país. Conocidos por sus amigos simplemente como Shari & Hutch, puede obtener más información sobre sus aventuras a tiempo completo y con energía solar en su sitio web en freedominacan.com. O sígalos en Facebook, Instagram y YouTube como “Freedom in a Can, LLC”.
