Una de las novedades del mercado para la temporada 2016 han sido las baterías de mayor capacidad que ha presentado Bosch, con nuevas capacidades de 500Wh respecto a los 400Wh de los modelos 2015 y la llegada al mercado de las Rotwild y Bulls con el motor Brose y las baterías de 518 Wh y 489Wh respectivamente.
Pero más allá de que tienen más capacidad ¿qué sabemos de todos esos numeritos que llevan las baterías?

¿Voltios, Vatios, Amperios, Vatios-hora?

Debo confesar que, aunque de pequeño hice mis pinitos con la electricidad y la electrónica, poco quedó de esos tiempos, y para explicarlo, he tenido que repasar conceptos, leer un poco y finalmente contar con la inestimable colaboración de dos Vicentes (Vicens de Beteterostrailers y Vicente de Bicibateria) que me ha ayudado a validar el artículo para asegurarme que no decía autenticas barbaridades.

Así que una vez pasados los filtros, veamos pues si soy capaz de explicar lo complejo un pelín más fácil:

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Los Voltios (V)

volts

Los Voltios son una magnitud de voltaje, tensión o diferencia de potencial. Se puede definir técnicamente como la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.
“Diferencia de potencial” es el concepto clave para entenderlo.
Un ejemplo de manual: si en un parque acuático me lanzo desde un tobogán, cuanto mas alto sea ese tobogán, más diferencia de potencial tengo.

Un concepto importante, el Voltaje no se consume.
Los voltios no son una unidad de energía, sino de tensión, es decir de potencial de energía, lo que determinara el consumo son los Amperios consumidos (luego conoceremos a nuestros amigos los Amperios).

Ahora la definición, a lo bruto, para nada académica, en lenguaje coloquial, entre tu y yo, para entendernos…: los Voltios a un motor eléctrico equivaldrían a efectos prácticos a algo así como el cubicaje de un motor de explosión.

¿Sí? ¿Seguro?

Más de uno se echará las manos a la cabeza, porque no creo que sea una definición para nada ortodoxa, pero bueno, creo que es buen símil para que todos nos situemos.

Voy a justificarme:

Todos sabemos gracias al marketing que el cubicaje de un motor nos sitúa en la potencia que puede desarrollar un motor, y que implica eso, que dos coches de categoría similar (en peso, eficiencia, aerodinámica, etc) tendrá mayor capacidad de aceleración y velocidad punta el de mayor cubicaje porque desarrollara mayor potencia. ¿Sí?

Pues bien, el cubicaje de una batería o su capacidad de desarrollar una potencia por su “diferencia de potencial”, se podría decir, simplificando mucho, que se miden en Voltios.

La baterías de las bicicletas eléctricas son normalmente baterías de 24V, 36V, 48V…
A más voltios = más capacidad de potencia

La batería típica en la mayoría de las bicicletas eléctricas es de 36V, como las que montan Bosch y Yamaha.  Excepcionalmente puedes encontrar de 24V y en algunos modelos de S-Pedelec 48V.
Más de 48 V acostumbra a ser raro.
Además, un pequeño detalle: la piel humana puede aislarte de una descarga de hasta 40-45 Voltios, así que una “picada” de más de 48 V puede llegar a ser peligrosa.

Amperios

Son una magnitud de intensidad o corriente eléctrica. Es la cantidad de electrones que circularan por un cable.
Si a un motor eléctrico le queremos poner un acelerador lo que tendremos que variar es el rango de de amperios que le entregamos al motor, a más electrones más chicha para el motor.

Amperios hora (Ah)

ah

“Amperios-hora” es una unidad de carga eléctrica que expresa la capacidad de una batería.
Esta magnitud no define un consumo de energía que ya vimos que corresponde a la cantidad de amperios que circularan por un circuito, sino a su reserva de los mismos.

Una batería de 11 Ah, significa que puede dar una corriente de 11 Amperios durante una 1 hora o 1,1 Amperios durante 10 horas.

Siguiendo con la analogía de los motores de combustión, los “Ah” vendrían a ser nuestra reserva de gasolina.
Cuantas más horas de Amperios se tienen, mayor reserva de energía y mayor autonomía se obtendrá con la bicicleta eléctrica.

Si bien esta afirmación es cierta, otra cosa distinta sería la autonomía real aplicada tan solo teniendo en cuenta este factor.

Que distintos motores consigan distintos rangos de autonomía con el mismo Ah puede deberse a muchos factores, y para seguir con los símiles, un Hummer y un Smart no hace los mismos Km con 10 litros de gasolina.

Así pues, la autonomía final dependerá de muchos factores como la eficiencia del motor, el peso del tandem bici-rider, el desnivel del terreno, el grado de asistencia que ponga la bici y el que pongamos nosotros (el Turbo es muy adictivo), la aerodinámica, la presión de las ruedas…y un sin fin más.
La lista de factores, tiende a infinito.

Vatios-Hora

wh

Llegamos al tema clave, es el tema de moda en el marketing de las e-MTB’s con la aparición de las baterías de 2016 con 500 Wh respecto a los 400Wh de 2015, y para la cual agotaré mis símiles automovilísticos.

Para entender los Vatios-hora, me veo obligado a explicar que son los Vatios. Y es ahora cuando mi viene clavado el símil automovilístico, porque los CV y los Vatios esta vez sí: son magnitudes con equivalencia. Es decir, ambas son magnitudes para medir una misma cosa: la potencia.

Si entendemos de donde salen los Vatios quizás lo veremos más claro. Los Vatios son el resultado de aplicar la siguiente formula:
Voltaje [V] (o potencia posible a desarrollar) x Amperios [A] (Intensidad de esa corriente) = a Vatios [W] (potencia de salida)

Si la potencia de salida (Vatios) o la velocidad máxima de una bicicleta eléctrica pasa por encima de la permitida (250 Watts y 25 km) la e-bike se clasificará como un ciclomotor que por ley requiere de seguro, matrícula, etc.

Así pues ahora si, el dato clave que justifica la parrafada anterior: los Wh, que son la unidad de energía.

Que se resumiría en la capacidad de entregar una determinada potencia durante un espacio de tiempo.
De esta manera,  si consumo de forma continuada 200 W (potencia) durante 2 horas (tiempo), habré consumido una reserva de energía por un total de: 200W x 2h = 400 Wh (energía)

Los Wh salen dela formula: Voltios x Amperios-hora = Wh
La cantidad de energía almacenada en una batería, o vatios-hora (Wh), nos proporciona una manera de comparar baterías con distintas tensiones y Ah.

Por ejemplo dos bicis pueden tener ambas una batería de 480Wh pero una tendrá 24 Voltios y 20Ah (24V x 20Ah = 480Wh) y la otra 48 Voltios y 10Ah (48V x 10Ah = 480Wh)

Ambas bicis tendrán pues una energía similar disponible a bordo, y si sus motores tuvieran un rendimiento exacto, ambas tendrían una misma capacidad energética, pero la de mayor voltaje podrá acelerar más rápido y desarrollar mayor potencia, aunque eso le suponga consumir más energía.

Por tanto, la limitación de los 250W de las Pedelecs es puramente electrónica, muchas veces un mismo motor, con una entrega de potencia eléctrica mayor, daría mucho mayor rendimiento.

En resumen,

Espero que tu esfuerzo de llegar hasta aquí haya valido la pena, y ahora cuando nos hablen de baterías podamos al menos saber de que nos están hablando exactamente.

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¿Sí? Espero que se haya entendido un poco.

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14 Respuestas

  1. Francesc

    Ferran, realmente bueno y clarificador el artículo… yo que soy más de mecánica con los símiles que has utilizado me han ayudado mucho a resolver mis dudas!!!

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  2. Vicens

    La sencillez y concrecion con que están descritos todos los conceptos que rodean a un motor electrico harían palidecer y sonrojar a mas de un pedagogo experto de los que dan clases en algunas de las aulas que pisan nuestros jóvenes.

    De como explicar algo complicado de un modo simple sin meterse en ningún tedioso jardín. Felicidades Ferrán

    Responder
  3. Joan Martret

    Buen resumen.
    Felicidades Ferrán.

    Con el grafeno se dice que en un futuro las baterías podrán ser mas ligeras y con mas capacidad.
    No sé si queda mucho para esto.

    Responder
  4. Vicens

    Da por hecho que ya hay baterias infinitamente mas avanzadas que las actuales…

    A buena hora me creo yo que los buggies de exploración espacial tipo curiosity llevan las mismas baterias que nosotros que pese a que han mejorado respecto a las de plomo siguen siendo pesadas y de poca capacidad

    Pero claro…esto es como los iphones por citar un ejemplo. Sacando cosas en plan goteo te aseguras rentabilizar cada avance y de paso tienes todo un segmento de población cautivo esperando el siguiente peldaño técnico con el bolsillo preparado para pagar

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    • Vicens

      Poderoso caballero es don dinero….

      Mira…por citar un ejemplo claro. Hace un año toda las e-bikes llevaban baterias de 400w cuando si buscabas las celdas
      ya podías hacerte un pack de 540. Este año en plan megaavance salen los packs de 500 …y yo ya estoy en disposición de hacer uno de algo mas de 600.Y ojo que no es que sean de otros materiales sino que simplemente es que estn construidas con celdas que en lugar de ser de 2900 son de 3500

      Por eso yo soy de los que en cuanto sale algo nuevo ya le estoy buscando la vuelta para ver que se puede mejorar

      Aunque a veces reconozco que eso me ha costado caro y sin llegar a nada…jeje…pero otras compensa

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  5. katacrak

    mi motor tiene un cubicaje de 36V, mi bateria una capacidad de 11 ah y una reserva de energia “gasolina” de 396 Wh. bueno pues ahora parece fácil…. gracias Ferran.

    El año que viene Bulls comercializa baterias como standard 650Wh, eso si a 37V, este voltio de mas es mejor? que influencia puede tener sobre la alimentación hacia el motor?

    Responder
    • Ferran

      No sabría responderte con exactitud, pero lo que si que sé seguro es que aunque tenga 1 voltio más, su potencia nominal será igual a las Bosch o Yamaha, ya que esta no puede superar los 250W, así que seguro que su amperaje es inferior.

      Voltaje [V] x Amperios [A]= a Vatios [W]

      Por deducción, supongo que ese voltio de más supongo que les permitirá obtener un par algo mayor, pero poco más.

      A ver si alguien con más conocimientos en electrónica nos ilumina.

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  6. vicens

    Los voltajes en estas celdas hasta donde yo se oscilan entre los 3 y los 4,2 voltios y el nominal pues es la media . Las nuevas de Bosch de este año son de 50 celdas de 2900 mAh y con ello tenemos los 536 W. Las del 2016 serán de 3500 (que ya se pueden comprar para fabricar packs) y se saltara a los 650W. Pero en cuanto a voltaje todas son de entre 36 y 37.

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  7. Daniel

    Buen día qué diferencia de potencia hay en una bicicleta de 350w y una de 250w ambas con batería de 36V y los mismos amperios? Gracias

    Responder
    • Ferran

      Hola Daniel,
      Si nos fijamos en la formula que debemos aplicar para obtener los Vatios de una batería, verás que no es posible que con los mismos Voltios y Amperios, tengas potencias de batería distintas:
      Voltaje [V] x Amperios [A] = a Vatios [W]
      Creo que el dato que apuntas debe ser la Potencia del motor, los Vatios (W) son una unidad de potencia, así que probablemente sea un dato relativo al motor.
      Saludos

      Responder
  8. Toni

    Tener en cuenta que la potencia motor en W es igual al par motor en Nw/m por la velocidad angular rpm y que 736W es un CV, con lo cual hace que un motor sea mas efeciente que otro convinando la mecanica con lo electrico

    Responder

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