Bueno amigos
Sigo peleando con los obstáculos para avanzar con el forrado del casco con la chapa de madera de caoba, con la fijación de la cubierta desmontable, con el problema de hacer perforaciones con rosca M3 en acero inoxidable y con el listón de madera que circunda la cubierta. Demasiados frentes y nada avanza. Lo último fue que se me partió un cortador de rosca M3 que me costó 12,- Euros. Ahora espero que llegue nueva herramienta para seguir.
Por todas estas causas me decidí de continuar en otro frente, la instalación de las baterías. Mi velero tendrá un pack de 12 baterías, cada uno con una capacidad de 16Ah de LiFePO4. Esta tecnología de baterías se caracteriza por ser muy robusta, descargarse muy lento cuando almacenada, prestar sus servicios por muchos ciclos de carga y descarga, ser menos peligrosa que otras tecnologías de baterías a base de licio. Aquí una imagen de la una célula que me compre:
La batería tiene un diámetro de 40 mm, el largo de la parte de color azul es de 16 cm y el precio es de 34,90 Euros. De estas requiero 12 unidades, en configuración 12S1P, lo que significa que las 12 baterías son conectadas en serie sumándose así el voltaje manteniendo la capacidad e 16Ah. No computo el valor total, pero es evidentemente un gasto considerable.
Aquí siguen 2 imágenes en las que trato de mostrar la rosca y el tornillo M6 que forma parte de la batería y que permite atornillar el cable a los cabos de la batería.
Para mejor calidad ver la imagen en alta resolución en mi sitio en flickr.com. El tornillo es para destornilladores de cruz, lo que tendré que cambiar por un tornillo con una cabeza hexagonal, pero lo explico más adelante.
Aquí una imagen más lateral de la rosca y el tornillo.
Por necesitar de tantas baterías y para armar la caja donde restarán las baterías en el casco y para verificar que todo funciona sin tener que incurrir el gasto de comprar las 12 baterías me decidí por construir réplicas de la batería. Para esto me compré dos barras de madera de haya de 40 mm de diámetro y un metro de largo de las que me hice, usando el torno, 12 cilindros con las medidas exactas del cuerpo cilíndrico de la batería de 16 cm de largo. Seguirá ahora construir los cabos de tal manera que representen una réplica exacta de las medidas que influencian el largo de la batería sin el tornillo. Para esto usaré aluminio como lo mostraré más adelante.
El propósito hoy es de mostrar el objetivo de crear un recipiente para estas baterías y los retos que esto incluye.
Ahora siguen dos imágenes que muestra la batería real y las 12 replicas y dan una idea de cómo es su configuración en el casco:
En la segunda imagen vemos la forma piramidal que forman 10 de las baterías. Aunque esta forma es la más compacta, el resultado no es adecuado pues la altura de la pirámide es demasiado alta creando un conflicto con el sistema mecánico para controlar las velas.
Las próximas imágenes muestran la batería real en su sitio en el fondo del casco, restando sobre el plomo que allí se encuentra:
Sigue una que muestra como las baterías caben de forma perfecta en el fondo del casco permitiendo así poner este peso lo más abajo posible, lo que es importante para que el velero inclinado por la fuerza del viento se pare.
La próxima imagen muestra lo bien que caben las 12 baterías en el casco. El espacio disponible entre las baterías permitirá construir las superficies laterales con chapa de aluminio entre las baterías y el casco, poner sensores de calor entre las baterías para permitir un constante diagnóstico de la situación térmica de la caja de baterías para poder reaccionar en caso de sobrecalentamiento. El propósito de esta caja es evitar el contacto de las baterías con agua si esta llegase a penetrar en el casco.
La última imagen de hoy muestra las réplicas de las baterías y su posición en relación al motor de paso que uso como dispositivo para controlar las velas.
La imagen muestra la estructura que fija el motor de paso en el casco, el eje con el tambor que propulsa la escota sin fin. Como se puede apreciar, el tambor se encuentra muy por encima del nivel de las baterías, habiendo las baterías 11 y 12 en los costados como punto más alto que no infiere con las escotas. En la parte central por encima de las baterías estará una tabla de distribución.
De cada cabo de las baterías viene un cable que es fijado a estas usando el tornillo disponible allí y será fijado en un punto de la tabla de distribución. Allí se hacen las conexiones entre las baterías de tal modo que estas estén configuradas en 12S1P. Pero, y eso es también sumamente práctico, de la tabla de distribución también saco los hilos que requiero conectar al “Balancer” del cargador para balancear las cargas de las 12 baterías, procedimiento esencial y crítico en las baterías a base de licio! Detalles como vaya progresando.
Para ayudar a entender mejor la caja de las baterías hice unos dibujas que ojalá ilustren mi objetivo de mejor forma.
Aquí primero el dibujo del perfil de la caja de baterías del velero:
El dibujo muestra un corte por el casco y los círculos representan las baterías, 12 en total. Esta configuración como lo dije antes permite el almacenaje lo más bajo posible en el casco, factor importante para la estabilidad del velero. Pero también para poner la caja de distribución en la “caja” en el centro arriba.
La próxima imagen muestra un dibujo con las vista de arriba, la flecha indicando donde es adelante.
Las 2 líneas interrumpidas representan el eje central de las baterías número 11 y doce, las otras líneas fueron suprimidas para facilitar el estudio del dibujo.
Vemos 4 líneas dobles verticales en el dibujo que representan sendas placas de aluminio que serán fresadas para cuadrar exactamente en las posiciones previstas y ceñirse a las líneas del casco. Por otro lado deberá haber una perforación en las 2 placas de aluminio centrales que correspondan exactamente al eje central de cada batería que tendrán un diámetro de 8 mm para que se puede introducir un buje de plástico que evite el contacto eléctrico entre los tornillos M6 que se atornillan en la rosca M6 de que existe en cada polo de la batería exactamente en el eje central de esta.
En el espacio entre las 2 placas delanteras y las 2 placas traseras, de un ancho de 30 mm, se deben introducir los tornillos con cabeza hexagonal, y los cables que van de los polos de cada batería a la caja de distribución arriba. El esquema eléctrico lo voy a proveer probablemente mañana. Los 30 mm garantizan, al menos ahora basándose en los estudios teoréticos, lo que verificaré usando las réplicas de las baterías, que sea posible introducir estos en las perforaciones correspondientes para atornillar los polos de las baterías a los cables. Los cables deben tener un diámetro considerable, pues estas baterías son capaces de surtir hasta 100 A de corriente de forma continua.
El espacio entre las 2 placas centrales es de exactamente 172 mm de largo, siendo está la distancia entre las superficies de las roscas en ambos extremos de las baterías, permitiendo así introducir de forma exacta las baterías.
Las superficies de las 2 placas centrales estarán recubiertas con una capa de plástico que se aplica usando un sistema eléctrico chino que se consigue en gringolandia por solo unos 140,- USD, en Europa son 249,- Euros.
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El sistema consiste de una pistola que sopla el polvo de las partículas de plástico, con polaridad positiva como lo haría un secador de cabello, la placa metálica está conectada a tierra. Esto induce a que las partículas de polvo plástico se depositen de forma pareja sobre toda la superficie metálica. Luego la placa es introducida en un horno calentado a 180 Grados centígrados. Este calor hace derretir el polvo plástico y formar una capa cerrada de muy poco espesor mecánicamente robusta y eléctricamente aislante. Recuerden que en caso de corto circuito las baterías pueden proveer una corriente de 100 A continua y de hasta 150 A por un plazo de tiempo reducido. No quiero ni saber que horrores pueden ocurrir al momento de introducir o remover las baterías! Todas las uniones entre las diversas placas son atornilladas para permitir remover la construcción entera y deben ser un 100% a prueba de agua1
La caja de distribución arriba une los cables llegando de los polos de las baterías de tal forma que resulte un Pack de baterías con 12 baterías en serie. Además es el lugar donde se conectan los cables que el Balancer usará para balancear las cargas de las baterías, cosa que es un aspecto muy crítico cuando se usan baterías a base de licio. Las baterías que uso, LiFePO4 son las más robustas y menos peligrosas y con la mejor duración, el mayor número de ciclos de carga y descarga. Sin embargo son una inversión muy considerable para mí.