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Energía

Baterías y autonomía de los robots: Wh, tensión y qué agota la batería

¿Por qué indicamos la capacidad de la batería en vatios hora y por qué la autonomía real varía tanto? Una guía práctica sobre las baterías de los robots, los sistemas de gestión de baterías, la carga y el estado de la batería en robots usados.

Los robots móviles llevan su energía consigo. Cuánta pueden almacenar y a qué ritmo la gastan determina cuánto tiempo trabajan, cuánto pesan y cómo se envían.

Por qué vatios hora

Los fabricantes suelen indicar la capacidad en miliamperios hora (mAh) a una tensión determinada. La energía, que es lo que determina la autonomía, es la capacidad multiplicada por la tensión y se expresa en vatios hora (Wh). Un pack de 15.000 mAh a 21,6 V almacena unos 324 Wh. Por eso DroidBazaar guarda la capacidad de la batería en Wh: permite comparar con justicia robots con tensiones distintas. Cuando una fuente solo da los mAh y la tensión, no calculamos el valor nosotros; dejamos el campo vacío y recogemos las cifras de la fuente en las notas.

Por qué la autonomía varía tanto

Las autonomías publicadas se miden en condiciones concretas. La autonomía real depende de:

  • Lo que esté haciendo el robot: subir una cuesta, llevar una carga o ejecutar IA en el ordenador de a bordo consume mucha más energía que estar parado.
  • La temperatura: las baterías frías entregan menos energía.
  • La antigüedad de la batería: la capacidad disminuye con los ciclos de carga y con el tiempo.

Lee siempre las notas que acompañan a un valor de autonomía, por ejemplo «con batería estándar» o «sin carga».

Diagrama de una celda de iones de litio: ánodo de grafito a la izquierda, separador en el centro, cátodo a la derecha, iones de litio desplazándose hacia la derecha a través del electrolito y electrones circulando por el robot en un circuito exterior.
Mientras el robot funciona, los iones de litio se desplazan del ánodo al cátodo dentro de la celda y los electrones circulan por el robot. Al cargar, vuelven a su posición inicial. (DroidBazaar, CC BY 4.0 (se abre en una pestaña nueva))

Dentro de un pack

Diagrama de celdas de batería en dos filas que alimentan una caja BMS y después el robot, con la fórmula energía igual a capacidad por tensión.
Las celdas en serie suman tensión y las filas en paralelo suman capacidad; el sistema de gestión de batería protege el pack. (DroidBazaar, CC BY 4.0 (se abre en una pestaña nueva))

Un pack de baterías de robot contiene muchas celdas de iones de litio conectadas en serie (para sumar tensión) y en paralelo (para sumar capacidad), además de un sistema de gestión de batería (BMS) que equilibra las celdas, mide su temperatura y corta la alimentación si algo va mal. Los packs intercambiables permiten que el robot siga trabajando mientras se carga otro pack.

Dibujos de tres formatos de celda de iones de litio uno al lado del otro: una celda cilíndrica, una celda plana tipo pouch y una celda prismática rectangular.
Comparación de los tres formatos habituales de celda de iones de litio: cilíndrica, pouch (bolsa) y prismática. (CRBAman (se abre en una pestaña nueva), CC BY-SA 4.0 (se abre en una pestaña nueva))

Carga y base de carga

Muchos robots de servicio vuelven solos a su base de carga. El tiempo de carga depende de la potencia del cargador y del tamaño del pack; los cargadores reducen el ritmo cuando el pack está casi lleno para proteger las celdas, así que el último tramo de la carga es el que más tarda.

Si compras de segunda mano: comprueba el estado de la batería

El desgaste de la batería es uno de los mayores costes ocultos de un robot usado. Pide al vendedor el estado de la batería o el número de ciclos que muestra la app del robot, y consulta el precio de una batería de repuesto antes de comprar. Consulta cómo comprar un robot usado.

Los packs de iones de litio que superan ciertos límites de energía requieren un tratamiento especial para el transporte aéreo. Consúltalo con el transportista antes de enviar un robot o una batería de repuesto.

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