Hola amigos.
Como algunos ya sabéis, en nuestro Moody 35 CC el espacio para las baterías es limitado debajo de la cama del camarote de popa y desde hace tiempo llevo dándole vueltas a la cabeza como ampliar los Amp de nuestra embarcación con el sitio que tenemos.
Hasta ahora tenemos tres baterías de 100 A/h, una para arranque de motor de ácido sellada, y dos de AGM para servicios, esto es lo que cabe!!. El barco lleva un cajón de fibra de vidrio para colocar dos baterías y en un compartimento contiguo hay sitio para otra más. Estamos escasos para fondeos de larga duración y aunque las placas solares por la mañana cargan lo gastado, tantas descarga y cargas limitan la vida de las baterías.
Así que dando vueltas a la cabeza me he decidido por ampliar el número de A/h disponibles con el mismo espacio y eso se consigue con las baterías de LIFEPO4.
Vamos a pasar de 100 A/h de motor a 200 y de 100 A/h disponibles de servicio a 250. Hemos triplicado el número de A/h disponibles sin aumentar el tamaño ni el peso.
Antes de nada explicar que una batería de ácido de 100 A/h te dará de forma normal 50 A/h disponibles sin que se dañe mucho, por lo que si quieres alargar la vida de esta no debes descargarla más del 50% de su capacidad, esto no ocurre con el Litio, que se puede descargar hasta un 80% sin dañarla.
Lo primero fue quitar la batería de motor y conectar las dos de AGM de 100 A/h en paralelo que antes trabajaban para servicios y ahora lo harán para el arranque del motor y el molinete de proa.
Las colocamos en el hueco de la caja de fibra que ya trae de astillero a tal efecto y le conectamos los cables correspondientes de + y - así como los de carga de 220v y placa solar y eólico. También colocaremos en este banco el shunt del medidor de carga NASA que hasta ahora medía las de servicios y que ahora nos dará la medición de las de motor.
Aquí quiero aclarar una cosa, el medidor NASA o similar que tenemos en los barcos para medir la carga de las baterías de ácido o gel, NO NOS SIRVE para medir las nuevas baterías de LITIO, ya que las tensiones de este tipo de baterías tienen diferente evolución de descarga que las de ácido, por eso le damos una nueva utilidad, medir ahora las de motor. Las baterías de LITIO se podrán medir desde una aplicación que bajaremos a un teléfono o tablet como veremos más adelante.
Bien, llegados a este punto, se puede comprar una batería de LiFEPO4 compacta, ya fabricada en su caja de fábrica, más cara y de menos capacidad, o fabricarla uno mismo por piezas como lo hacen los fabricantes. Nos decidimos por lo segundo que nos aporta un ahorro de un 40%, más capacidad y mejor calidad de los equipos.
También decir algunas cosas sobre el LITIO, tiene sus ventajas, pero también sus inconvenientes.
Es bastante seguro, no hay que confundir LIPO con LIFEPO4, no es inestable ni explota como se piensa y ya lleva más de 5 años probado en instalaciones de todo tipo y vehículos.
Podemos disponer del 80% de su capacidad sin bajar la tensión de trabajo, y cargarlas mucho más rápidas hasta el 100% , teniendo 4 veces más ciclos de vida que una de AGM o Gel.
Pesan menos y ocupan menos, en nuestro caso sustituimos una de ácido de 100 A/h por otra de 280A/h en el mismo hueco y con la mitad de peso.
Los cargadores solares y de 220v deben estar preparados para cargar Litio, la mayoría ya lo están y si son muy antiguos, seguro que tiene una programación o unos pines para cambiarle la tensión de carga y los ciclos, con lo que no tendrás que sustituirlos.
El alternador NO DEBE cargar las baterías de LITIO directamente. Esto es así, porque este tipo de baterías no tiene resistencia interna y admite el 100% de los amperios que genere cualquier tipo de carga, por eso es tan rápido de cargar. Con los cargadores de placas solares o 220v no hay problemas, ya que tienen una potencia limitada y da carga según el modelo y no darán más de eso y cuando estén cargadas se desconectan, pero un alternador de un barco de 30 pies suele poder dar unos 50 Amp y no están preparados para dar ese tope de amperios durante un tiempo prolongado y a bajas rpm. Se nos calentará y fundirá. Para solucionar esto hay tres formas:
- Cambiar el alternador por uno Balmar de victrón especial para LITIO. Opción cara.
- Colocar un BOOSTER 12v DC-DC con una carga de Amp limitados de las baterías de AGM a las de Litio. Opción intermedia y más completa. La que colocamos nosotros.
- Colocar un limitador de carga entre el alternador y las baterías de Litio. Tipo resistencia que baja la tensión de carga y distorsiona los valores de control. Opción barata.
Nuestra batería consta de:
4 módulos de LI 3.2v 250A que puestos en serie nos dan los 12.8v que necesitamos.
1 BMS o equipo controlador, protector y comunicador de las baterías y nosotros.
1 Balanceador de carga o equilibrador (que colocaremos al final).
1 Booster dc-dc 12v 20 amp.
Comenzamos recibiendo los 4 módulos de Litio.
Lo primero que hacemos es medir las tensiones a las que nos llegan los 4 módulos y vemos que pequeñas diferencias de décimas de voltio. Equilibraremos las 4 colocándolas en paralelo durante 10 horas tal como ves en la foto.
Con eso conseguimos que las cuatro tengan la misma carga y tensión.
Ahora es el momento de conectarlas en serie y unir los 4 módulos.
Le colocaremos una plantilla (amarilla) entre cada módulo y pegada por ambas caras con cinta de doble cara. Esto se hace, porque los módulos vienen con un film de plástico azul recubriendo la carcasa de aluminio y esta carcasa está conectada al borne negativo, por lo que es importante que no se arañe o se toquen entre ellas, ya que estarán conectadas en serie.
Una vez que los 4 módulos están pegados con sus separadores, hacemos un cuerpo completo con cinta americana para darle rigidez.
Observar que hemos ido invirtiendo la orientación de los módulos para poder conectar luego las pletinas de negativo con positivo de cada una como se debe hacer en el modo serie.
Aprovecharemos también las equinas de protección de plástico negro que trae el embalaje para colocarle una protección extra en las 8 esquinas.
Es momento ahora de conectar las pletinas en serie. Recuerda negativo con positivo y ojo que en estas baterías chinas, el positivo es de color negro y el negativo más clarito.
Medimos la tensión y comprobamos que es la correcta.
Es el momento de conectar el BMS. En nuestro caso es el modelo Daly 100A 4S 12v. Además compramos el extra de comunicación Bluetooth, que luego veremos será muy útil.
La conexión será así.
Además le voy a fabricar una pequeña caja de madera para que le proteja de golpes, ya que nuestra batería irá en un tambucho colindante al de las baterías y el suelo está inclinado.
Es importante que el BMS se conecte según las indicaciones del fabricante. Del bus de datos de 5 cables (1 negro y 4 rojos), primero el negro al negativo de la batería 1, luego por este orden, el siguiente cable rojo que va en el conector del bus junto al negro, al positivo de la misma batería y el siguiente rojo al + de la batería 2, y el siguiente rojo al + de la batería 3 y el último rojo al + de la batería 4, como en la foto. También es en este momento de conectar el cable - azul de fuerza al negativo de la primera batería.
IMPORTANTE el negativo de la batería no será nunca este terminal - que hemos conectado el cable azul, si no el cable negro de fuerza que sale del BMS.
También hemos conectado la sonda de temperatura en la parte superior y la hemos pegado con cinta americana, y el bluetooth que es el círculo de la parte alta, también cubrimos con cinta americana el resto de bornes para evitar cortocircuitos accidentales.
Aquí voy a hacer un inciso referente al balanceador.
En un principio no lo monté pensando que el BMS aparte de controlar las cargas, descargas y tensiones máxima y mínimas de cada módulo, la temperatura y los tiempos de carga, tenía la función de equilibrar la carga de cada módulo, y en efecto lo hace, pero de una manera lenta y tosca y no de una forma rápida y segura.
Esto hace que no sea imprescindible colocarlo, pero si muy recomendable, ya que ese balanceo entre módulos lo hace el balanceador de una forma más rápida y segura en cualquier estado de la batería. Así que se lo hemos colocado 2 meses después de probar todo el sistema. El coste de este equipo está por debajo de los 20€ y merece la pena ponerlo.
Para que esté más protegido, lo hemos metido dentro de una caja de empalme de superficie que hemos encontrado en una tienda de electricidad y es de su medida, sacaremos los cables por el costado.
Una cosa importante es siempre soldar los terminales para evitar que con las vibraciones del barco se suelten .
Una vez hecho esto, lo conectamos en el mismo orden que el BMS, en primer lugar de negativo del módulo 1 y así sucesivamente hasta el positivo de módulo 4 en último lugar.
Veremos que a partir de conexión del positivo del módulo 3 se enciende una luz amarilla. esto es así porque este equipo viene preparado la 3 o 4 módulos.
Esta caja la vamos a sujetar al costado de la batería con cinta de doble cara.
Por qué hay que equilibrar los módulos de Litio?
La respuesta es que una batería de Litio debe tener siempre sus 4 módulos a la misma tensión, si no fuera así, el módulo de mayor voltaje cortaría la carga antes de que el de menor voltaje se hubiera cargado al 100% y luego en la descarga, el de menos voltaje haría lo mismo, desconectando la batería cuando los otros 3 módulos están aún cargados, esto hace que tras varios ciclos de carga y descarga la diferencias entre tensión de módulos aumente y terminaríamos descargando un módulo completo de los tres. Es una manera de prolongar la vida de las baterías.
Ahora ya solo queda llevar la batería al barco y conectarla al circuito de servicios, al cargador solar y al de 220v. Aquí la puedes ver metida en el tambucho lateral de popa, entra justa.
Lo siguiente es conectar el sistema de carga desde el alternador.
Esto como hemos dicho antes lo hacemos con un BOOSTER, es un equipo que nos cargará las baterías de Litio cuando esté el motor funcionando, pero no directamente del alternador, si no desde el banco de AGM del motor, y podremos elegir la carga entre dos valores de 20A o 10A o si no queremos cargar. Aunque el de la foto es de 40A ( lo hemos cambiado), recomiendo para barcos de hasta 12 metros colocar el de 20A, ya que cargar 40A con el motor al ralentí también recalienta el alternador peligrosamente.
Este es el esquema de conexiones.
Se le conecta el + y - de las baterías AGM del motor a la entrada del booster, las de salida del booster al + y - de las de Litio y un cable que hacemos llegar desde el cuadro del motor conectado al + de 12v del contacto de la llave de arranque para que nos encienda el equipo solo cuando el motor esté encendido.
Además si lo haces pasar por un pequeño interruptor antes, puedes elegir desde el cuadro si quieres cargar o no aunque el motor esté encendido.
Este es el cable que se conecta a D+.
Si quieres que el booster te cargue solo la mitad de la carga nominal, solo con alimentar la conexión LC+, haciendo un puente con D+ o trayendo otro cable +12v a LC+, lo puedes hacer.
También la posición de los pines para este tipo de batería será esta atendiendo a la tabla del manual.
Una vez montado todo y funcionando comprobamos con el medidor NASA y la aplicación del fabricante que el trasiego de amperios es el correcto y que todo funciona correctamente.
La app es Smart Bms y se comunica por bluetooth con un teléfono o tablet, en nuestro caso la hemos descargado en un viejo smartphone de los que se tienen por casa y una vez descargada la app, esta funciona sin necesidad de conexión a wifi, por lo que tenemos un medidor de consumos de las baterías de litio en el cuadro de mandos del barco.
Esta aplicación es muy completa y se pueden programar los parámetros de tensiones máximas y mínimas, intensidades, tensiones de celdas, ver sus parámetros en tiempo real y la descarga y carga de la batería de una forma muy intuitiva.
Aquí puede verse como una vez conectado el balanceador, este ecualiza los 4 módulos y los mantiene casi en tiempo real a la misma carga y tensión.
Y esto es todo, espero que este brico os anime a dar este gran paso dentro del confort a bordo, y he de decir que desde que se montaron, el barco ya no está enchufado al pantalán a 220v, con lo que se gana en evitar problemas corrosión y de par galvánico con las masas.
Además si quieres investigar y ampliar conocimientos te paso el enlace de esta página web en castellano, muy completa y actualizada.
Guía LiFePO4 para principiantes - 🔋 DIY Baterías LiFePO4 🔋 (bateriaslifepo4.com)
Buena proa a todos _/)_
