Service Training
Programa autodidáctico 504
Baterías de vehículos
Diseño y funcionamiento
Para hacer funcionar el motor de un vehículo hay que ponerlo primero en marcha.
Atrás quedaron, para siempre, aquellos tiempos lejanos en los que el conductor tenía que ayudarse de una manivela para, todavía con mucho esfuerzo, poder arrancar el motor. Hoy en día, cualquier batería de un vehículo (batería de arranque) solventa fácilmente esta ingrata tarea.
La batería – una pieza básica e imprescindible en todo vehículo – es la que se encarga de: 1. poner el motor en marcha
2. suministrar la energía eléctrica cada vez que se precise
3. almacenar la energía eléctrica sobrante – volverla a suministrar al sistema cuando se necesite.
La batería es uno de los componentes electrónicos más importantes y esenciales de un vehículo. También suele decirse, no sin razón, que es el "corazón del vehículo".
La batería de un vehículo deberá desempeñar siempre sus funciones en el automóvil de forma impecable. Por ello es especialmente importante tratarla de forma adecuada.
Este programa autodidáctico le permitirá adquirir las correspondientes nociones básicas sobre las baterías de los vehículos y conocer importantes indicaciones sobre cómo manipular correctamente estas baterías durante los mantenimientos.
S504_002
El Programa autodidáctico informa sobre las bases del diseño y funcionamiento de nuevos desarrollos.
No se actualizan los contenidos.
Para las instrucciones de comprobación, ajuste y reparación de actualidad haga el favor de consultar la documentación del Servicio Posventa prevista para esos efectos.
Atención Nota
Referencia rápida
Introducción . . . 4
Un poco de historia . . . 4
Pasado, presente y futuro de la batería . . . 5
Fundamentos . . . 6
Estructura de la batería . . . 6
Ácido sulfúrico . . . 8
Procesos de carga y descarga . . . 8
Magnitudes y conceptos técnicos . . . 10
Tipos de batería . . . 12
Baterías húmedas . . . 12
Baterías acordes con su valor actual (Economy) . . . 13
Baterías húmedas optimizadas (EFB) . . . 14
Baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM) . . . 15
Baterías VOLKSWAGEN . . . 16
Particularidades y propiedades . . . 16
Ubicaciones de la batería en el vehículo . . . 25
Balance energético . . . 30
Factores que influyen en el balance energético . . . 30
Sistemas de red de a bordo . . . 32
Interacción de la batería y el alternador . . . 34
Descarga y comportamiento térmico . . . 35
Servicio . . . 39
Comprobación de la batería . . . 39
Carga de la batería . . . 44
Ayuda de arranque . . . 47
Manipulación de la batería . . . 50
Hoja informativa sobre el uso y manejo de baterías de arranque . . . 54
Peligros relacionados con el uso y manejo de baterías . . . 56
Glosario . . . 57
Introducción
Un poco de historia
Hace ya 2000 años que existieron las primeras celdas eléctricas, como, p. ej., la conocida como "batería de Bagdad". Pero la verdadera historia de la batería no comenzaría realmente hasta el siglo XVIII. La batería también se conoce con el nombre de acumulador o pila recargable. El término acumulador proviene del latín cumulus (cúmulo) y cumulare (acumular). El acumulador es un dispositivo electroquímico recargable que almacena energía eléctrica.
La batería no fue un invento que surgió de la noche a la mañana, sino que tiene muchos padres, como, p. ej.:
Luigi Galvani (1737–1798), médico y biofísico italiano, además de fisiólogo y físico. Había observado que las
patas de las ranas muertas experimentaban contracciones al tocarlas con dos metales diferentes conectados entre sí. Sin saberlo, Galvani había descubierto que al combinarse dos metales diferentes (electrodos) en una solución adecuada (agua salada de la pata de la rana) se formaba un elemento. Este elemento pasó a llamarse, en honor a Galvani, elemento galvánico o celda galvánica. La celda galvánica es capaz de transformar energía química en energía eléctrica.
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta (1745–1827), físico italiano. Estimulado
por los descubrimientos de Luigi Galvani, construyó la primera batería utilizable. Había apilado placas de cobre y cinc unas encima de otras formando una columna. Entre estas placas colocó trozos de cartón o cuero
humedecidos en ácido clorhídrico. Se trataba de una serie de celdas galvánicas conectadas de forma sucesiva. Esta columna sería la primera fuente de corriente eléctrica aprovechable y se conoce como columna voltaica. Tras la muerte de Volta, la unidad de medición de la tensión eléctrica pasó a denominarse voltio.
Johann Wilhelm Ritter (1776–1810), físico y filósofo alemán. Además de descubrir la radiación ultravioleta,
también construyó una batería en forma de columna que recibió el nombre de columna Ritter. Esta columna estaba formada por láminas de cobre y cartón superpuestas y humedecidas en NaCl = cloruro de sodio (sal común). Este dispositivo podía cargarse con una corriente eléctrica y al descargarse volvía a entregar corriente. Por ello, la columna Ritter está considerada como la primera versión del actual acumulador.
Wilhelm Josef Sinsteden (1803–1891), médico y físico alemán, desarrolló el primer acumulador de plomo. Lo
que hizo fue sumergir dos placas de plomo, que no tenían ningún contacto entre sí, en un recipiente con ácido sulfúrico diluido y conectó una fuente de tensión. Después de ser sometido a frecuentes procesos de carga y descarga, el dispositivo alcanzaba una cierta capacidad.
Gaston Raimond Louis Planté (1834–1889), físico y paleontólogo francés. Mejoró el modelo de acumulador de
Sinsteden disponiendo las placas de plomo en forma de espiral. Este acumulador de plomo, sin embargo, no llegó a utilizarse más allá de la fase de prueba.
Camille Alphonse Faure (1840–1898), ingeniero y físico francés. Continuó desarrollando de forma decisiva el
acumulador de plomo. Lo que hizo fue cubrir ambos lados de una placa de plomo con una pasta hecha de plomo en polvo y ácido sulfúrico. Lograba así que su acumulador de plomo ya alcanzara una capacidad considerable tras unos pocos ciclos de carga.
Henri Owen Tudor (1859–1928), ingeniero e inventor luxemburgués. Fue quien logró la aplicación industrial del
modelo de prueba del acumulador de plomo. Incrementando la superficie y la disposición de los electrodos consiguió aumentar la capacidad y prologar sustancialmente la vida útil del acumulador de plomo. Fue quien le dio a la batería la característica forma de caja que se ha venido usando hasta hoy. Como electrólito utilizaba ácido sulfúrico diluido. El electrodo negativo era de plomo, y el positivo de dióxido de plomo. Tudor fabricó moldes de fundición que permitieron producir las placas de plomo de forma industrial. Había conseguido desarrollar el primer acumulador de plomo dotado de aplicación técnica.
A partir de entonces, el avance del acumulador de plomo ha sido imparable. Aparecieron numerosas empresas que fabricaban baterías de plomo. Al principio, en los vehículos, las baterías sólo se empleaban para la iluminación. No sería hasta 1914 cuando se empezaría a utilizar también como batería de arranque.
Pasado, presente y futuro de la batería
Aunque el principio en el que se basa la batería deplomo se conoce desde hace ya más de 150 años, se ha seguido utilizando con éxito hasta nuestros días. Las principales ventajas de la batería de plomo son:
• buena relación entre coste y rendimiento
• gran fiabilidad
• producción en masa
• recuperable
La batería no ha dejado de evolucionar.
Especialmente ahora que se está extendiendo el uso de la tracción híbrida eléctrica y comienza a introducirse la electromovilidad, cabe esperar aún muchas novedades en relación con el tema de la batería.
Hoy en día, la batería se ha convertido en un elemento cada vez más importante y central del vehículo. A continuación se ofrece una visión general de la estructura y los principios de funcionamiento de las baterías que Volkswagen utiliza en la actualidad.
Fundamentos
Estructura de la batería
Una batería de 12 V se compone de 6 celdas conectadas en serie. Éstas van montadas dentro de una carcasa dividida por medio de tabiques. El elemento básico de toda batería es la celda. La celda consta de un bloque de placas integrado por un conjunto de placas positivas y otro de placas negativas.El conjunto de placas se compone de electrodos y separadores. Cada electrodo está formado por una rejilla de plomo y masa activa. El separador (material aislante microporoso) sirve para separar los
electrodos de diferente polaridad. Cuando la batería está plenamente cargada, los electrodos formando bloques de placas van sumergidos en una solución de ácido sulfúrico (electrólito) del 38%.
Los polos terminales, los puentes de conexión de las celdas y placas son de plomo. El polo positivo y el negativo tienen un diámetro diferente. El polo positivo siempre es más grueso que el negativo. Al ser diferentes los diámetros se evita que se pueda conectar incorrectamente la batería (protección contra polaridad incorrecta).
Los puentes de conexión de las celdas pasan por el tabique separador de la celda.
La carcasa de la batería (caja tipo bloque) se fabrica con un material aislante resistente al ácido y lleva en su exterior unas regletas que fijan la batería por la base. Por arriba, la carcasa va cerrada por medio de una tapa. S504_004 Conjunto de placas positivas Bloque de placas Conjunto de placas negativas Separador
Volkswagen utiliza los siguientes tipos de batería:
• Baterías húmedas
• Baterías acordes con su valor actual (Economy)
• Baterías húmedas optimizadas (EFB)
• Baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM)
S504_005 Carcasa Regleta de la base Abertura de desgasificación central
Tapa Tapones de las celdas cubiertos con una tira adhesiva
Puesto que muchas de las piezas de la batería son de plomo o de compuestos de plomo y el ácido sulfúrico es muy corrosivo, hay que tener mucho cuidado cuando se trabaje con baterías.
Las celdas van conectadas en serie por medio de puentes. La tensión deseada de la batería se obtiene
conectando las celdas con los puentes. Siempre se conecta el polo negativo de una celda con el polo positivo de la siguiente celda.
El líquido de la batería (electrólito) es ácido sulfúrico diluido que cubre el espacio libre de las celdas hasta la marca "MΑΧ" o "max" y los poros de las placas y separadores.
Algunos modelos de tapas llevan tapones desenroscables para las celdas. Esto viene de antiguo, cuando las baterías no estaban exentas de mantenimiento y había que rellenarlas periódicamente con agua destilada. Hoy en día, todas las baterías VOLKSWAGEN están exentas de mantenimiento. Por lo tanto, ya no será necesario abrir los tapones de las celdas ni aunque se pueda, además de que Volkswagen ya no lo permite por razones de seguridad. Estos tapones sólo se utilizan para realizar el primer llenado. Al cargar la batería se genera en ella una mezcla explosiva de hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). El gas se descarga por la abertura de desgasificación central.
S504_006
Lengüeta
Placa de plomo positiva con separador
Conjunto de placas positivas
Puente de conexión de las placas
Abertura de desgasificación central
Asas abatibles integradas
Polo terminal
Bloque de placas completo
Conjunto de placas negativas Placa de plomo negativa
Rejilla de plomo negativa Placa de plomo positiva
Rejilla de plomo positiva
Fundamentos
Ácido sulfúrico
Ácido sulfúrico libre
En una batería de plomo se utiliza ácido sulfúrico diluido con agua destilada. Cuando la batería está cargada del todo, el porcentaje de ácido sulfúrico es de aprox. un 38 %, el resto es agua. Debido a sus iones, el ácido sulfúrico es capaz de conducir una corriente eléctrica entre los electrodos. El ión es una molécula o átomo cargado eléctricamente.
La densidad del ácido sulfúrico varía en función del estado de carga de la batería, véase la tabla. Las relaciones indicadas en la tabla sólo se refieren a la batería no sujeta a carga y en reposo. Después de haber sometido la batería a una carga o descarga y haberla desembornado será preciso esperar dos horas, como mínimo, para que pueda quedar en estado de reposo.
Ácido sulfúrico fijado
El ácido sulfúrico se puede fijar utilizando una malla de fibra de vidrio para evitar que pueda derramarse y cause algún daño. Esta malla fija el ácido sulfúrico e impide que el líquido de la batería se derrame, p. ej., en el caso de que se dañe la carcasa.
Densidad del
ácido Estado de carga Tensión en reposo
1,28 g/cm3 100 % 12,7 V 1,21 g/cm3 60 % 12,3 V 1,18 g/cm3 40 % 12,1 V 1,10 g/cm3 0 % 11,7 V
Hidrógeno Oxígeno Iones sulfato Plomo Electrólito
S504_007 Batería descargada S u lf a to d e pl om o S u lf a to d e pl om o S504_008 Corriente de electrones
La batería se está cargando Fuente de tensión continua
S504_009 Batería cargada Pl o m o Di óx id o d e pl om o S504_010 Corriente de electrones
La batería se está descargando Consumidor
Carga
Se entiende por carga la retroalimentación de energía eléctrica en la batería. Durante la carga se transforma energía eléctrica en energía química. En cuanto el motor se pone en marcha, el alternador pasa a suministrar corriente de carga a la batería. En los vehículos eléctricos es la batería de alto voltaje la que alimenta a la batería de 12 V; véase el
programa autodidáctico 499. Por lo tanto, el sulfato de plomo (PbSO4) y el agua (H2O) producidos durante la descarga se vuelven a convertir en plomo (Pb), dióxido de plomo (PbO2) y ácido sulfúrico (H2SO4).
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + 2H2SO4 + Pb
En consecuencia, la densidad del ácido aumenta.
Así vuelve a estar disponible la energía química necesaria para que se pueda entregar energía eléctrica.
Descarga
Se entiende por descarga la extracción de energía eléctrica de la batería. Durante la descarga se transforma energía química en energía eléctrica. La batería se descarga cuando se conecta a un consumidor eléctrico. El porcentaje de ácido sulfúrico disminuye, y el de agua aumenta. Se forma sulfato de plomo (PbSO4) tanto en la placa positiva como en la negativa.
PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O
En consecuencia, la densidad del ácido disminuye.
Para el proceso de carga es importante que haya una tensión óptima en el regulador. Si la tensión del regulador es excesiva, la cantidad de agua que se descompondrá durante el proceso de carga será mayor. Esto hará que disminuya el nivel del electrólito o el grado de saturación de la malla de la batería. Si la tensión del regulador es insuficiente, la batería no se cargará correctamente. Una carga deficiente reduce la vida útil de la batería y su capacidad de arranque.
Tensión de la batería U 12 V Capacidad nominal C20 80 Ah Tiempo de descarga t20 20 h
Corriente de descarga I20 I20 = C20 : t20
Corriente de descarga I20 I20 = 80 [Ah] : 20 [h] = 4 [A]
Eso significa que una batería nueva de 80 Ah que se encuentre cargada al máximo y entregando una corriente de 4 A no deberá alcanzar la tensión prescrita de 10,5 V hasta pasadas 20 horas, como mínimo.
Conocer la capacidad nominal es importante, p. ej., para poder dimensionar los consumidores
permanentes de la red de a bordo.
Fundamentos
Magnitudes y conceptos técnicos
Capacidad
La capacidad C es la cantidad de electricidad (la intensidad de corriente multiplicada por el tiempo) que puede entregar una batería o celda, medida en amperios-hora [Ah]. La capacidad depende de la corriente de descarga, la temperatura de la batería y su antigüedad.
La capacidad disponible disminuye
considerablemente a medida que aumenta la corriente de descarga y baja la temperatura ambiente.
Capacidad nominal C
20
La capacidad nominal C20 es la capacidad de la
batería especificada por el fabricante en amperios-hora. Indica la cantidad de energía almacenable en la batería cuando está nueva. La norma EN 50 342 establece que una batería nueva cargada al máximo deberá entregar, a una temperatura de 25±2 °C y durante un periodo t20 = 20 horas, una corriente de descarga I20 = C20 : t20 sin que la tensión de la batería (U) caiga por debajo de 10,5 V.
Ejemplo:
Una batería de 12 V, 80 Ah
Corriente de prueba en frío
La capacidad de arranque de una batería en frío viene indicada por la corriente de prueba en frío. La corriente de prueba en frío es aquella que, según el fabricante, deberá entregar una batería nueva, cargada al máximo y a una temperatura de –18 °C, sin caer por debajo de un límite de tensión
preestablecido antes de un periodo de tiempo definido (norma VW 75073).
Factor de carga de corriente
Al efectuarse la carga, la energía suministrada es siempre superior a la que puede volver a extraerse. Esto se debe a que durante la carga siempre se producen pérdidas de energía debido a la generación de calor y/o a reacciones químicas secundarias.
Por ello, para poder cargar una batería al 100 % lo normal es que haya que suministrarle una cantidad de corriente equivalente al 105 % - 110 % de la cantidad de corriente extraída.
Tensión de la celda
La tensión de la celda es la tensión entre las placas positivas y negativas de una celda. Depende, fundamentalmente, del estado de carga (densidad del ácido) y de la temperatura de la batería. En el caso de las baterías de plomo, la tensión nominal de una celda es una magnitud constante de 2 V.
Tensión nominal
Para las baterías de los vehículos, las normas establecen un valor 2 voltios para la tensión nominal de una celda.
La tensión nominal de la batería completa resulta de multiplicar la tensión nominal de una celda por el número de celdas.
En el caso de las baterías de vehículos de seis celdas, la tensión nominal normalizada es de 6 x 2 [V] = 12 [V].
Tensión entre bornes
La tensión entre bornes es la que existe entre los dos polos terminales de una batería.
Tensión de gasificación
La tensión de gasificación es la tensión de carga por encima de la cual la batería empieza a gasificar de forma manifiesta. Esta tensión varía mucho en función de la temperatura.
La tensión de gasificación es de 2,4 voltios por cada celda. En el caso de una batería de 12 voltios, este límite de tensión suele estar en 6 x 2,4 [V] = 14,4 [V]. La gasificación es la descomposición electrolítica del agua contenida en el líquido de la batería. Esto hace que se genere hidrógeno (H2) y oxígeno (O2), cuya mezcla genera gases oxhídricos altamente
explosivos.
Tensión sin carga y tensión en
reposo
La tensión en reposo o sin carga es aquella que posee una batería no sometida a carga.
La tensión sin carga se ve alterada después de un proceso de carga o descarga y no alcanzará su valor definitivo hasta que no haya transcurrido cierto tiempo y se haya equilibrado la concentración del ácido sulfúrico entre las placas. Este valor definitivo es el que se conoce como tensión en reposo.
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Tipos de baterías
Baterías húmedas
Se denominan baterías húmedas las que contienen ácido sulfúrico líquido en libre movimiento.
Puesto que todas las baterías VOLKSWAGEN están exentas de mantenimiento, ya no será necesario rellenar las baterías húmedas con agua destilada. Por lo tanto, ya no será preciso abrir los tapones de las celdas, además de que tampoco está ya permitido. Sólo sirven para llenar por primera vez la batería con ácido sulfúrico. ¡En caso de haberlos, los tapones de las celdas no deberán desenroscarse nunca cuando se cargue una batería húmeda! Por lo que respecta a la salida de los gases generados durante la carga, las baterías húmedas son sistemas abiertos, es decir, que la cámara que contiene los gases en cada celda está conectada con la atmósfera.
Características en cuanto al diseño
• Tapa negra y carcasa transparente
• Indicador del nivel del electrólito
• Optimización del ángulo de inclinación
• Inhibición del efecto deflagrante
• Campo de información 2D
• Descarga de gases a través de la abertura de desgasificación central
Ventajas
• Alto rendimiento
• No hay un desgaste gradual
• Indicador del nivel del electrólito
• Se puede tener almacenada durante 15 meses
Desventajas
Se trata de baterías húmedas desde el punto de vista de su diseño, pero llevan una menor cantidad de plomo. Por ello ofrece una ventaja en cuanto al peso, aunque un rendimiento algo inferior. Las baterías Economy no se utilizan como equipamiento original. Están pensadas para los vehículos sin sistema Start-Stop y con más de cinco años de antigüedad (excepto los vehículos Premium como, p. ej., el Touareg y el Phaeton). Estas baterías también cumplen el estándar de calidad de Volkswagen.
Características en cuanto al diseño
Como la batería húmeda, pero:
• Tapa gris
• Rótulo Economy
• Menor cantidad de plomo utilizada
Ventajas
• Elevada calidad a bajos precios
• Excelente relación de coste y rendimiento
• No precisa mantenimiento
• Peso reducido
• Índice de autodescarga bajo durante todo el
tiempo de uso
• No experimentan un mayor grado de
autodescarga a medida que aumenta su edad
• Se pueden utilizar inmediatamente; vienen llenas
y cargadas
Desventajas
• Tienen una vida útil ligeramente inferior (cuatro años u 80 000 km)
• Capacidad de arranque en frío ligeramente
inferior
Ventajas
• No precisan mantenimiento
• Larga durabilidad
• Soportan arranques en frío de hasta –25 °C
• Soportan descargas profundas
• Alto rendimiento
• Adecuadas para el sistema Start-Stop con motores
de gasolina (a partir de 22/11)
• Situación intermedia entre la batería húmeda y la
AGM por lo que respecta a la frecuencia de los ciclos de carga y descarga
Tipos de baterías
Baterías húmedas optimizadas (EFB)
Características en cuanto al diseño
Como la batería húmeda, pero además:
• Rejillas negativas más gruesas que garantizan
una mayor resistencia a la corrosión, sobre todo cuando se somete a descargas de elevada intensidad
• Medidas específicas, dependiendo del fabricante,
para incrementar la calidad de la masa activa positiva
• Se ha añadido carbono a la masa negativa, con
lo que mejora la absorción de corriente y, por lo tanto, la capacidad de carga
• Cantidad de plomo utilizada ligeramente mayor
Actualmente en los vehículos equipados con sistema Start-Stop se pueden utilizar baterías húmedas optimizadas. Este tipo de batería se reconoce por las siglas EFB que lleva inscritas en la tapa. EFB son las
siglas en inglés de Enhanced Flooded Battery
(batería húmeda optimizada, mejorada).
Desventajas
• No están hechas a prueba de derrame
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Elemento pasivo
Las baterías EF de algunos fabricantes incorporan elementos pasivos que reducen la estratificación del ácido. Se denomina estratificación del ácido a las diferencias de concentración que se producen en el líquido de la batería cuando ésta se somete a frecuentes procesos de carga y descarga.
El ácido sulfúrico se concentra entonces en la parte inferior de las celdas, lo que a su vez provoca que no haya suficiente ácido en la parte superior.
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Baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM)
Las baterías con tecnología de fibra de vidrio, denominadas también AGM o baterías de recombinación (véase el
glosario de la página 57), se utilizan en vehículos dotados de sistema Start-Stop y recuperación. Las baterías con tecnología de fibra de vidrio son baterías en las que el ácido sulfúrico va fijado en una malla de fibra de vidrio
(AGM). Este tipo de batería se reconoce por las siglas AGM que lleva inscritas en la tapa y por su carcasa
completamente negra. AGM son las siglas en inglés de Absorbent Glass Mat. Se trata de una malla muy
absorbente compuesta de fibras de vidrio muy finas entrelazadas. Esta característica le permite absorber toda la cantidad de ácido sulfúrico. Por esta razón se dice que las baterías AGM están hechas a prueba de derrame. Aunque siga existiendo la posibilidad de que se salgan cantidades mínimas de ácido sulfúrico si llega a dañarse la carcasa de la batería, dichas cantidades sólo serán de unos pocos mililitros.
La batería va cerrada con una tapa. En esta tapa van alojados los tapones de las celdas y el conducto de desgasificación.
Por lo que respecta a la salida de los gases generados durante la carga, las baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM) son sistemas cerrados, es decir, que cada celda va separada de la atmósfera por medio de una válvula.
Características en cuanto al diseño
• Tapa negra, carcasa negra
• Sin indicador del nivel del electrólito
• Separador de fibra de vidrio
• Cerradas (válvulas de las celdas con función de
descarga en caso de sobrepresión)
• Campo de información en 2D para facilitar la
identificación mediante escáner
Campo de información en 2D Llevan inscritas
las siglas AGM
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Ventajas
• No precisan mantenimiento, están hechas a
prueba de derrame
• Las placas no se mueven
• No se produce estratificación del ácido
• Larga durabilidad
• Alto rendimiento
• Gran fiabilidad
• Soportan arranques en frío de hasta –25 °C
• Diseñadas para soportar muy frecuentes procesos
de carga y descarga
Si la batería AGM lleva una protección termo-aislante, habrá que volverla a montar cada vez que se cambie la batería.
Desventajas
• Su elevado precio
• Más sensibles a las temperaturas que las baterías
Tapones de las celdas
En las baterías AGM con tapones para las celdas, los anillos toroidales impiden que los gases puedan salir por la pared exterior de dichos tapones.
Cada uno de estos tapones lleva una válvula de descarga que permite conducir el gas de forma precisa hasta el canal de desgasificación central. La válvula es necesaria para poner en marcha la recombinación (véase el glosario).
Baterías VOLKSWAGEN
Particularidades y propiedades
Desgasificación central
Con el sistema de desgasificación central, el gas acumulado sale de la batería por un sitio determinado.
Un tubo flexible de desgasificación permite llevar el gas hasta un sitio concreto que no resulte crítico. Dependiendo del lugar en que vaya montada, la batería podrá desgasificarse por el lado del polo positivo o por el del polo negativo.
Por regla general, las baterías VOLKSWAGEN llevan una abertura a cada lado. Una de estas dos
aberturas deberá estar siempre cerrada. De esta forma, la desgasificación se realizará siempre de manera precisa a través del correspondiente tubo flexible que hubiera conectado. Si ambas aberturas estuvieran cerradas, la batería podría reventar. Según las instrucciones de montaje de las baterías VOLKSWAGEN, sólo una de las dos aberturas de desgasificación central deberá cerrarse con un tapón.
Por regla general, todas las baterías actuales se desgasifican a través de la correspondiente abertura del lado del polo negativo.
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Abertura de desgasificación central
S504_013 Anillo toroidal Tapón de la celda Anillo toroidal Válvula de descarga
Abertura del canal de desgasificación
Tapa laberinto
Todas las baterías húmedas llevan una doble tapa. Consta de dos piezas: el elemento superior y el elemento inferior. La doble tapa va dotada de un sistema de laberinto. Por eso recibe también el nombre de tapa laberinto. En la tapa laberinto van integrados los sistemas de desgasificación central y protección antideflagrante.
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Elemento superior de la tapa de la batería
Agua condensada
Agua que retorna en forma de gotas
Laberinto
Elemento inferior de la tapa de la batería Vapor de agua
Funcionamiento de la desgasificación
cen-tral y de la protección antideflagrante
Por medio del sistema de desgasificación central que va integrado en la tapa se consigue llevar la mezcla de hidrógeno y oxígeno generada (gases oxhídricos) hasta la correspondiente abertura en la tapa. Esto permite llevar la mezcla hasta un punto seguro específico previsto para tal fin. Para ello se utiliza un tubo flexible que se ofrece como opción.La protección antideflagrante se compone de un pequeño disco de plástico hecho de ABS (ABS = estireno-butadieno-acrilonitrilo). Este disco se conoce como frita. Puede tener, p. ej., un diámetro de aprox. 15 mm y un grosor de unos 2 mm. La frita va alojada delante de la abertura de desgasificación central. Funciona de forma similar a una válvula, es decir, que acelera la expulsión de los gases (oxhídricos) generados en la batería por la gasificación mediante el estrechamiento de la sección transversal. En el caso de que los gases que salen por la abertura de desgasificación se inflamen desde el exterior, la frita impedirá que la llama penetre en el interior de la batería y pueda causar una explosión.
Funcionamiento del laberinto
El vapor de agua que se genera durante la carga de la batería se condensa (pasa a estado líquido) en la tapa de la batería y retorna a la batería en forma de agua a través del laberinto. La tapa laberinto también impide que, normalmente, el ácido pueda salirse si la batería llega a volcar. Esto incrementa considerablemente la seguridad de la batería durante su uso y manejo.
Baterías VOLKSWAGEN
Rótulos de las baterías
Instrucciones de manipulación, se explican siempre en el manual de instrucciones
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Datos que describen el rendimiento y características de la batería
Pictograma para indicar la existencia de un folleto informativo
Código de fecha de fabricación
Indicador del nivel del electrólito (excepto en baterías AGM)
Fabricante, país de fabricación y código del fabricante
Caperuza protectora para el polo positivo con tapón adosado
Advertencias legales relativas a su gestión como residuo y reciclaje Advertencias,
principalmente para el mercado
norteamericano Código 2D
000 915 105 DE Número de recambio original Volkswagen 12 V Tensión de la batería en voltios
61 Ah Capacidad nominal (C20), en amperios-hora
330 A DIN Corriente de prueba en frío según DIN, en amperios y a –18 °C
540 A EN/SAE/GS Corriente de prueba en frío según EN, SAE y GS, en amperios y a –18 °C
DIN Instituto de Normalización Alemán EN Norma europea
SAE Society of Automotive Engineers
GS Golf Standard (el estándar de los estados ribereños del Golfo Pérsico)
Todas las baterías VOLKSWAGEN cumplen las directrices de la norma VW 75073 y las condiciones técnicas de suministro TL 82506.
Las etiquetas no se deberán retirar nunca. Son imprescindibles para poder garantizar la seguridad de las baterías. Reducen el peligro de que los gases de la batería se inflamen desde el exterior debido a una descarga electrostática.
Datos que describen el rendimiento y características de la batería
Fabricante, país de fabricación y código
del fabricante
Los datos del fabricante van codificados de diferentes formas en la etiqueta de la batería.
VARTA Nombre del fabricante Made in Germany País de fabricación
VAO Código de la fábrica de Varta (código del fabricante)
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Código 2D
Todas las baterías llevan un código 2D específico de cada una.
El código 2D sirve para:
• Asignar inequívocamente la batería montada en
la fábrica al vehículo respectivo, archivando en una base de datos el código individual de esta batería junto con el número de identificación del vehículo (VIN = Vehicle Identification Number)
• Garantizar la trazabilidad en cuanto al modo y
manera en que se ha fabricado la batería
• En el caso de haber una campaña para retirarla
del mercado, internamente se sabrá de inmediato qué vehículos están afectados.
El código 2D se puede pasar por un escáner que va conectado al comprobador de baterías VAS 6161 para que lo analice luego el comprobador. Este procedimiento permite identificar rápidamente la batería.
El código 2D contiene mucha información cifrada, como, p. ej.:
• Número del recambio
• Fecha de fabricación
• Código de fabricación
• Código internacional de la fábrica (DUNS)
• Número del grupo de construcción
• Identificador del tipo de batería
• Capacidad
• Corriente de prueba en frío
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a 09 = 9ª semana del año b 12 = año 2012
Leyenda
Baterías VOLKSWAGEN
Código de fecha de fabricación
La fecha de fabricación de la batería puede ir estampada en la parte superior del polo negativo o grabada en el plástico de la zona del polo negativo. El código indica la semana y el año.
Código de fecha de producción
En la parte delantera de la tapa de la batería se coloca una pegatina de color con una letra. En esta pegatina van codificados el trimestre y el año de producción de forma adicional al código de fecha de fabricación. El objetivo de esta pegatina es brindar a los concesionarios una base sobre la que aplicar el sistema FiFo, véase también la página 52.
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Código de fecha de producción
Pictograma para indicar la existencia de
un folleto informativo
Este pictograma, situado a la altura del polo positivo, indica que hay un folleto informativo dentro de una bolsa de plástico. La bolsa de plástico va pegada sobre el lado delantero de la batería.
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Folleto informativo
El folleto informativo contiene indicaciones relevantes sobre el uso y manejo de la batería, unas
instrucciones de montaje y una tabla de aplicaciones. Las baterías Start-Stop no incluyen esta tabla de aplicaciones.
El folleto informativo contiene indicaciones relevantes en materia de seguridad, por lo que no se deberá quitar de la batería. Sólo así se podrá seguir disponiendo de las advertencias e informaciones de montaje necesarias en el caso de que posteriormente se quisiera utilizar la batería en otro lugar (p. ej., si se desmontara para efectuar una recarga externa). Por ello, el folleto informativo va metido dentro de una bolsa especial de plástico transparente que se puede volver a cerrar.
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Optimización del ángulo de inclinación
En algunos vehículos es preciso inclinar o girar la batería para desmontarla y montarla. Todas las baterías VOLKSWAGEN están diseñadas de tal forma que cuando están nuevas incluso se pueden poner durante breve tiempo "boca abajo" sin que se salga el líquido de la batería. Esto es posible gracias a una doble tapa con sistema de laberinto.
En las baterías de otras marcas, el ácido sulfúrico podría salirse cuando están nuevas con sólo inclinarlas.
Baterías exentas de mantenimiento
Se dice que una batería está exenta de mantenimiento cuando no precisa que se le añada agua destilada. Todas las baterías VOLKSWAGEN están exentas de mantenimiento.
Las baterías que están exentas de mantenimiento se diferencian según su ubicación.
Ubicación en un lugar fresco sin necesidad
de mantenimiento
Cuando el consumo total de agua alcanza un máximo de 6 g/Ah de la capacidad nominal al cabo de 42 días.
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Ubicación en un lugar caliente sin
nece-sidad de mantenimiento
Cuando el consumo total de agua alcanza un máximo de 3 g/Ah de la capacidad nominal al cabo de 42 días.
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Las baterías VOLKSWAGEN cumplen los requisitos para que se puedan montar en un lugar caliente sin nece-sidad de mantenimiento.
Baterías VOLKSWAGEN
Baterías exentas de mantenimiento con
tapones para las celdas
Estas baterías se reconocen por el indicador del nivel del electrólito y por los tapones de las celdas que van cubiertos por una tira adhesiva.
Estos tapones se utilizan para realizar el primer llenado. No está permitido abrirlos.
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No está permitido retirar la cubierta para evitar que la batería se dañe.
Carcasa transparente en las baterías
húmedas
Todas las batería húmedas, es decir, las normales, las optimizadas (EFB) y las acordes con su valor actual (Economy), llevan una carcasa transparente. Las baterías húmedas normales y las optimizadas llevan una tapa negra. Las baterías acordes con su valor actual llevan una tapa gris que permite diferenciarlas fácilmente. Al ser transparente la carcasa, se podrá comprobar rápidamente el nivel del electrólito en todas las celdas cuando se entregue y se monte la batería en el vehículo. Si la carcasa de la batería fuera negra, esto no sería posible.
Carcasa negra en las baterías con
tecnolo-gía de fibra de vidrio
Las baterías con tecnología de fibra de vidrio, también denominadas AGM, tienen una carcasa negra y una tapa también negra. Como en las baterías AGM el electrólito está inmovilizado, no será posible ver ningún nivel del electrólito desde el exterior. No es necesario que la carcasa sea transparente. Al ser diferente el color de sus carcasas, se puede distinguir muy fácilmente las baterías AGM de las húmedas.
Baterías exentas de mantenimiento sin
tapones para las celdas
Estas baterías tienen un indicador del nivel del electrólito pero no llevan tapones para las celdas, sino que éstos van integrados en la cubierta. La batería se cierra en la producción una vez realizado el primer llenado.
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Cuando el indicador del nivel del electrólito esté incoloro o amarillo claro no se deberá realizar ningún trabajo eléctrico en las baterías. En estos casos existe riesgo de explosión si se realiza una comprobación, una carga o un ayuda de arranque. Estas baterías se deberán sustituir.
La batería no se deberá abrir nunca. Por ello tampoco está permitido añadirle agua destilada. Las baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM) no llevan ningún indicador del nivel del electrólito.
Cuando no se pueda identificar claramente el nivel del electrólito a través del indicador, habrá que desmontar la batería. Después habrá que
comprobar el nivel del electrólito por fuera, a través de la carcasa transparente.
Indicador del nivel del electrólito
Negro
El nivel del electrólito es correcto.
Amarillo claro
El nivel del electrólito es insuficiente. Hay que sustituir la batería.
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nueva
antigua
El nivel del electrólito se deberá comprobar con la batería colocada en posición horizontal.
Indicador bicolor del nivel del electrólito (ALI – Acid Level Indicator)
El indicador que va integrado en la tapa de la batería (mirilla redonda) permite ver el nivel del electrólito de una celda a lo largo de toda la vida útil de la batería. El nivel del electrólito se indica por medio de colores.
Desde principios de 2009, aprox., todas las baterías húmedas (baterías de primer equipo y baterías
VOLKSWAGEN) llevan un indicador bicolor del nivel de ácido denominado ALI (Acid Level Indicator). El ALI a veces se conoce también como "ojo mágico bicolor".
Este indicador del nivel del electrólito no permite determinar el estado de carga de la batería. El indicador ALI puede mostrar dos colores diferentes.
La etiqueta del indicador ALI se ha cambiado recientemente. Por ello puede ser que algunas baterías vengan todavía con la etiqueta antigua (con texto). En la nueva etiqueta sólo se emplea un símbolo universal para explicar el significado del color visualizado.
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nueva
Baterías VOLKSWAGEN
Indicador tricolor del nivel del electrólito
En la baterías húmedas más antiguas (hasta 2009) se ha venido utilizando un indicador tricolor, denominado "ojo mágico", para visualizar el nivel del electrólito. El ojo mágico permite, por medio de indicaciones de tres colores diferentes, visualizar el nivel del electrólito y también el estado de carga de la batería.
Para conocer exactamente el estado de la batería, habrá que comprobarlo con un comprobador de baterías VAS 6161 o VAS 5097 A.
Verde
El nivel del electrólito es correcto y la batería está suficientemente cargada.
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Ojo mágico
Negro
El nivel del electrólito es correcto y la batería sólo está parcialmente cargada – estado de
carga < 65 %.
Hay que cargar la batería.
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Las baterías con tecnología de fibra de vidrio (AGM) no llevan ningún indicador del nivel del electrólito.
Amarillo claro
El nivel del electrólito es insuficiente. Hay que sustituir la batería.
Ubicación de la batería en el vehículo
La ubicación de la batería en el vehículo influye mucho en su rendimiento.Para que la ubicación de la batería sea óptima deberá cumplir los siguientes criterios:
• Resultar fácilmente accesible para los trabajos de inspección y mantenimiento
• Estar protegida frente a fuertes calentamientos/enfriamientos
• Estar protegida de la humedad, el aceite, los combustibles y las influencias mecánicas
• Impedir que los ocupantes del vehículo puedan verse afectados por los gases que emanen de la batería y el
ácido sulfúrico que se derrame en caso de colisión
Batería en el vano motor
Si por alguna razón técnica la batería va montada junto al motor o cerca de grupos mecánicos que irradien mucho calor, las elevadas temperaturas pueden repercutir negativamente en la capacidad de resistencia al deterioro que posee la batería. Aumenta la corrosión de la rejilla positiva, el consumo de agua y la autodescarga. Para contrarrestar este proceso, las baterías suelen llevar una protección termoaislante fabricada con un
determinado tipo de tejido.
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Baterías VOLKSWAGEN
Protección termoaislante de la batería
La protección termoaislante de la batería incluye los siguientes elementos:
• Consola: aislada o no aislada
• Elemento aislante/caja de la batería
• Funda:
- con tapa o sin tapa
- fina o reforzada
- con o sin capa barrera hermética
La batería necesita la protección termoaislante para reducir los efectos de los siguientes procesos nocivos que provoca la entrada de calor:
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Pérdida de agua
Cuando se carga la batería, a partir de una tensión de carga de aprox. 14,4 V aumenta la cantidad de agua que se descompone en hidrógeno y oxígeno, que escapan en forma de gas. Este proceso de descomposición del agua varía mucho en función de la temperatura y sigue la ley de Arrhenius, que establece que las velocidades de las reacciones químicas se duplican con cada aumento de temperatura de 10 °C. Esto hace que baje el nivel del electrólito y se incremente la densidad del ácido, con lo que se reduce la vida útil.
Al bajar el nivel del electrólito podría originarse una explosión si se produjera una chispa. Por ello es obligatorio cambiar la batería cuando el nivel del electrólito esté bajo (véase la página 23).
Corrosión
La rejilla positiva se corroe, es decir, que el plomo metálico (Pb) de su superficie se transforma en dióxido de
plomo (PbO2). La ley de Arrhenius anteriormente descrita también es aplicable a este proceso de corrosión. La
batería deja de funcionar debido al fuerte incremento de la resistencia interna. Además, la presión mecánica del dióxido de plomo, que es menos denso, sobre el resto de la rejilla puede provocar un crecimiento de la rejilla y terminar originando un cortocircuito.
Ejemplos de protección termoaislante de la batería
Caja de la batería Funda con tapa
Batería en el habitáculo/maletero
Tras un accidente, el electrólito puede salirse si el vehículo no queda apoyado sobre sus ruedas. Existe el riesgo de que los ocupantes puedan sufrir lesiones. A fin de reducir este riesgo, en el habitáculo/maletero sólo se montan baterías húmedas con un ángulo de inclinación optimizado o baterías AGM hechas a prueba de derrame. Cuando las baterías van en el habitáculo/maletero siempre se les pone un tubo flexible de desgasificación. Cuando se sustituya la batería se deberá tener en cuenta lo siguiente:
• Siempre se deberá instalar una batería de estas características.
Esto está garantizado en el caso de las baterías VOLKSWAGEN.
• El tubo flexible de desgasificación siempre se deberá volver a insertar en la misma abertura de desgasificación
de la batería.
Disyuntores de la batería
Cuando la batería va montada en el habitáculo/ maletero se utiliza un disyuntor para la misma. La función de este disyuntor es interrumpir el cable que va de la batería al motor de arranque y al alternador. En caso de ocurrir un accidente y producirse un cortocircuito en este cable, que es relativamente largo, al quedar separado se evitará que pueda producirse un incendio en el vehículo. Si al producirse un accidente se dispara alguno de los airbags, también se activará automáticamente el disyuntor de la batería. En el caso de producirse una colisión trasera, el disyuntor de la batería se activará al dispararse los pretensores de los cinturones.
Los componentes que se pueden utilizar como disyuntor de batería son los siguientes:
• Detonador para desconexión de la batería N253
• Relé disyuntor de la batería J655 con interruptor principal de la batería y disyuntor E74
Detonador para desconexión de la batería N253 (1ª variante)
En el caso de esta variante, el detonador para desconexión de la batería N253 se encuentra en el borne con fusible pirotécnico de la batería.
El borne con fusible pirotécnico va fijado directamente al polo positivo de la batería.
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Detonador para desconexión de la batería
Pasador cónico
Borne de batería con fusible pirotécnico
Polo positivo
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Perno
Elemento de unión
con conexiones Detonador para desconexión de la batería
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Gases en expansión
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Émbolo con perno Contacto interrumpido
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Contrasoporte
Disparo
Un contrasoporte impedirá que el pasador cónico pueda retornar a su posición original después de que los gases generados lo hayan desplazado. De esta forma se mantendrá interrumpido el cable que va de la batería al motor de arranque y al alternador.
Baterías VOLKSWAGEN
Al dispararse la carga impelente del detonador para desconexión de la batería y expandirse los gases, el pasador cónico sale de su posición inicial y se desplaza en el sentido de la flecha.
Posición final
Detonador para desconexión de la batería N253 (2ª variante)
En el caso de esta variante, el detonador para desconexión de la batería N253 se encuentra en un elemento de unión. Este elemento une el cable de la batería al cable del motor de arranque y del alternador.
Posición inicial
Al dispararse la carga impelente del detonador para desconexión de la batería y expandirse los gases, el émbolo con perno se desplaza e interrumpe el contracto entre las conexiones del elemento de unión.
Relé disyuntor de la batería J655 con conmutador principal de la batería y conmutador disyuntor E74
Otra de las piezas con la que se puede interrumpir el cable que va de la batería al motor de arranque y al alternador es el relé disyuntor de la batería J655. Este relé lleva integrado un interruptor principal de la batería y un disyuntor.
A través de la mirilla se podrá ver si el relé disyuntor de la batería J655 está activado. Cuando el cable está interrumpido, en la mirilla se verá una cubierta blanca en lugar de una bobina de cobre.
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Mirilla
Relé disyuntor de la batería J655
En los tres casos descritos se mantiene la alimentación de tensión de la red de a bordo para funciones de seguridad importantes como son, p. ej., la iluminación y los intermitentes de emergencia.
Habrá que sustituir siempre los disyuntores de la batería que se hubieran activado y también el relé disyuntor de la batería J655. Para más información al respecto podrá consultar el Manual de Reparaciones del corres-pondiente vehículo en ElsaPro (sistema electrónico de información para el Servicio).
Balance energético
Factores que influyen en el balance energético
Los factores que influyen de forma decisiva en el balance energético de un vehículo son, entre otros, la capacidad de la batería, la demanda de potencia por parte de los consumidores eléctricos de la red de a bordo, la potencia y la relación del alternador, el régimen de ralentí del motor y las condiciones dinámicas.
En este sentido, la batería del vehículo funciona como un acumulador capaz de absorber la energía, almacenarla (acumularla) y volverla a suministrar posteriormente a los diferentes consumidores eléctricos según se necesite. Para que la batería cuente siempre con suficiente carga, el alternador deberá estar cargándola continuamente. Si la cantidad de energía entregada es superior a la absorbida, la batería se irá "vaciando" paulatinamente.
Por lo que respecta al balance energético cabe afirmar que:
• Para que se puedan dar las condiciones ideales
que garanticen un balance energético adecuado es preciso que exista un equilibrio entre la absorción de energía (carga) y la entrega de energía (descarga).
• Este equilibrio en el balance energético se verá
perturbado si se montan consumidores
adicionales o se dan unas condiciones dinámicas extremas.
• La suma de los consumos y las condiciones
dinámicas particulares son determinantes para el balance energético. Entrega de energía Absorción de energía Acumulación de energía S504_112
Situaciones de carga favorables
El vehículo circula de día, con buen tiempo, por carreteras interurbanas, con el motor a elevado régimen.
El alternador está generando más corriente eléctrica de la que están consumiendo los dispositivos eléctricos conectados, como pueden ser la luz de conducción diurna, el equipo de radio o el de navegación. La batería se va cargando con la corriente eléctrica sobrante.
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Alternador
Batería
Consumidores
Régimen medio o elevado del alternador
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Situaciones de carga desfavorables
El vehículo circula por la ciudad en una noche fría y con niebla. El motor está funcionando a bajo régimen.
Aunque el alternador está generando corriente eléctrica, no es suficiente para alimentar a todos los consumidores eléctricos conectados, como pueden ser los faros principales y antiniebla, la calefacción del asiento, la calefacción de los retrovisores exteriores y la luneta térmica. No obstante, y para que todos los consumidores eléctricos conectados puedan recibir suficiente corriente, ésta también se extraerá de la batería. La batería se descarga. La situación resulta más crítica cuando hace mucho frío y se va reduciendo la capacidad de la batería para absorber corriente. Cuando hace mucho frío, apenas se podrán compensar las continuas descargas (producidas, p. ej., por las funciones Coming Home/Leaving Home, ciclos de continuación activa).
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Alternador
Batería
Consumidores
Régimen bajo del alternador
La batería se descarga
Procesos en la unidad de control de la red
de a bordo J519
En la unidad de control de la red de a bordo se procesan las informaciones provenientes de las unidades de control y relés instalados en el vehículo. La unidad de control de la red de a bordo se encarga de gestionar la carga de los diferentes consumidores eléctricos del sistema de confort. Por ello supervisa también el estado de carga de la batería.
Cuando se alcanza un valor umbral definido, se incrementa el régimen de ralentí del motor. Esto hace que aumente el régimen del alternador y vuelva a mejorar la situación de la red de a bordo.
Cuando se pone el vehículo en marcha o si no se puede suministrar suficiente energía eléctrica a los consumidores relevantes para la seguridad, la unidad de control de la red de a bordo desactiva brevemente consumidores del sistema de confort
Unidad de control de la red de a bordo J519 del Touareg
Balance energético
Sistemas de red de a bordo
Sistema de red de a bordo de una sola batería
En los vehículos convencionales, la batería tiene la función de garantizar el suministro de corriente a los
consumidores eléctricos y la energía necesaria para poder poner el motor en marcha. Una sola batería es la que se encarga de suministrar corriente a todos los consumidores eléctricos en todos los estados operativos. Sin embargo, y debido al amplio equipamiento del vehículo y a las potencias particularmente altas que requiere el arranque en frío, puede suceder que una sola batería ya no sea suficiente para suministrar corriente de forma fiable.
En este caso, se recurre a la
• segunda batería
o a la
• red de a bordo de dos baterías
Segunda batería
La segunda batería permitirá garantizar que se disponga de suficiente corriente eléctrica para poder arrancar el motor cuando el vehículo haya estado parado durante un tiempo prolongado con los consumidor eléctricos activados, como sucede, p. ej., cuando se va de camping.
Características
• Cuando el motor esté en marcha, tanto la batería como la segunda batería estarán conectadas en paralelo y
recibiendo carga del alternador.
• Cuando el motor esté parado, ambas baterías estarán desconectadas entre sí por medio de un relé disyuntor.
Durante la marcha, la unidad de control para vigilancia de baterías recarga la batería de arranque de forma óptima por medio de un transformador DC/ DC (de tensión continua). DC son las siglas inglesas de Direct Current (corriente continua).
En la red de a bordo de dos baterías del Touareg (V10 TDI), la unidad de control de la red de a bordo J519 es la que asume la función de la unidad de control para vigilancia de baterías (J367).
También en este caso será posible arrancar aunque la batería de la red de a bordo esté descargada. Sin embargo, la batería de arranque sólo se recargará en el caso de que hubiera un excedente de energía en la red de a bordo, es decir, sin el apoyo de un transformador DC/DC.
Batería de arranque A
Relé de conexión en paralelo de baterías J581
Batería de la red de a bordo A1
Unidad de control para vigilancia de baterías J367
Red de a bordo de dos baterías
Los vehículos que tienen una red de a bordo de dos baterías vienen equipados con una batería para la red de a bordo, aparte de la batería de arranque. La red de a bordo de dos baterías se compone, p. ej. en el caso del Phaeton, de la batería de arranque A, la batería para la red de a bordo A1, el relé de conexión en paralelo de baterías J581 y la unidad de control para vigilancia de baterías J367.
La batería de arranque suministra corriente al circuito eléctrico para el arranque del motor, mientras que la batería de la red de a bordo suministra a la red de a bordo de 12 V.
Será posible arrancar aunque la batería de la red de a bordo esté descargada. De la gestión se encargan la unidad de control para vigilancia de baterías y el relé de conexión en paralelo de baterías.
Balance energético
Interacción de la batería y el alternador
Para que toda la red de a bordo pueda funcionar demanera segura y sin ningún fallo, es preciso que haya un equilibrio óptimo entre la potencia del alternador, la capacidad de la batería y la demanda de corriente de los consumidores eléctricos.
El tamaño, tipo y estructura de un alternador vendrán determinados por su propio cometido: suministrar suficiente cantidad de corriente eléctrica para alimentar los consumidores y cargar la batería. Los alternadores generan corriente alterna. El sistema eléctrico del vehículo, sin embargo, necesita corriente continua. La conversión de corriente alterna en corriente continua se realiza por medio del rectificador ubicado en el alternador.
S504_040 Corriente alterna Corriente continua Alternador Rectificador Consumidor Batería
La demanda de potencia de un consumidor se calcula mediante la siguiente ecuación:
Ejemplo de cálculo:
Piloto antiniebla con un consumo de potencia de 55 W y una tensión de 12 V.
Intensidad de corriente I [A] = Potencia P [W] Tensión U [V]
I = P
U
Intensidad de corriente I [A] = Potencia 55 [W]
Descarga y comportamiento térmico
Autodescarga
Al cabo de cierto tiempo, la batería se "vacía" eléctricamente aunque no tenga conectado ningún consumidor. Esto se conoce como autodescarga. La causa de la autodescarga está en los procesos químicos que se producen en el interior de la batería.
La magnitud de la autodescarga dependerá mucho del tipo de batería y de la temperatura.
A fin de reducir la autodescarga lo máximo posible, el material utilizado para los electrodos no es una aleación de plomo y antimonio, sino de plomo y calcio. Otra de las ventajas de esta aleación es que la autodescarga no se incrementa a medida que aumenta la edad de la batería.
La autodescarga es de aprox. 0,1 % por día, es decir, de aprox. un 3 % al mes.
El uso de una aleación de plomo y calcio permite eliminar el efecto acelerador propio de las aleaciones de plomo y antimonio. El bajo índice de autodescarga de las placas positivas y negativas se mantiene prácticamente constante durante todo el periodo de uso. El factor de autodescarga se duplica con cada incremento de temperatura de 10 °C (ley de Arrhenius).
La autodescarga es un efecto especialmente relevante para aquellos vehículos de temporada que nunca o raras veces se utilizan en invierno. Afecta, p. ej., a los sectores agrícola, forestal y de la construcción, pero también, con frecuencia, al de los descapotables.
Balance energético
Descarga por consumo de corriente en reposo
La corriente en reposo es aquella que se extrae de la batería una vez parado el motor y desconectados todos los consumidores eléctricos.
Esta corriente en reposo viene motivada por las unidades de control que, a pesar de su aparente inactividad, deberán reaccionar ante determinadas situaciones externas; nos estamos refiriendo, p. ej., al reloj, la memoria de boletines de tráfico, el mando a distancia y el sistema de alarma antirrobo.
Además, cada vez hay más unidades de control que no se activan directamente a través del encendido (borne 15), sino que están conectadas permanentemente con la batería y sólo se pueden activar a través del bus CAN.
Modo para transporte
El modo para transporte es un estado especial del vehículo en el que la descarga a la que se somete la batería es mínima. Cuando el modo para transporte está activado se desconectan funciones que son prescindibles como, p. ej., la vigilancia del habitáculo, la radio, el reloj, etc.
El modo para transporte se activa y desactiva, a través del comprobador de diagnóstico, con la función "Desactivar/activar el modo para
transporte", dentro de la "Localización guiada de averías" y "Funciones guiadas".
Con la desactivación de las funciones arriba
indicadas se reduce el consumo de corriente. Cuando el modo para transporte esté activado y el encendido conectado, en el cuadro de instrumentos aparecerá indicado el estado de carga de la batería expresado en porcentaje (%) o la tensión en reposo de la batería en voltios (V), dependiendo de la marca y la
plataforma, en lugar del cuentakilómetros total.
S504_113
Touareg año de modelos 2011 con el modo para transporte activado y un estado de carga de la batería del
Altas temperaturas
Las altas temperaturas provocan una aceleración de los procesos químicos que se desarrollan en la batería. Con cada aumento de temperatura de 10 °C se duplica la velocidad de las reacciones.
• La potencia de la batería aumenta debido a la
menor viscosidad del ácido. La capacidad aumenta ligeramente.
• Las altas temperaturas dañan las placas.
Aumenta la corrosión de la rejilla.
• Debido a las altas temperaturas aumenta la
autodescarga química de la batería.
Bajas temperaturas
Cuando las temperaturas son bajas, los procesos químicos pierden efectividad debido a la creciente viscosidad del ácido sulfúrico. Aumenta la resistencia interior de la batería. Esto hace que la capacidad disponible de la batería se vaya reduciendo cada vez más a medida que bajan las temperaturas. Por esta razón no se deberá dimensionar demasiado justa la capacidad de la batería. De lo contrario podría suceder que, en el caso de hacer mucho frío, no fuera posible poner el motor marcha al régimen necesario.
S504_045 Corriente de descarga Te nsi ó n d e de sc ar g a -40 °C -20 °C 0 °C 20 °C
Cuanto más descargada esté la batería, tanto mayor será la proporción de agua presente en el líquido de la batería. Durante el proceso de descarga se produce una reacción química en la que el ácido sulfúrico reacciona con el dióxido de plomo y el plomo. Se produce entonces sulfato de plomo y agua.
PbO2 + 2H2SO4 + Pb ----> 2PbSO4 + 2H2O
Al producirse agua, se aumenta la proporción de agua en el líquido de la batería, lo que provoca un desplazamiento del punto de congelación.
Las baterías descargadas profundamente pueden llegar a congelarse incluso a tem-peraturas de 0 °C, lo que puede provocar fisu-ras en la carcasa.
Tensión Estado de carga Densidad del ácido Temperatura de
congelación 12,7 V 100 % 1,28 g/cm3 < –50 °C 12,5 V 80 % 1,24 g/cm3 –40 °C 12,3 V 60 % 1,21 g/cm3 –30 °C 12,1 V 40 % 1,18 g/cm3 –20 °C 11,9 V 20 % 1,14 g/cm3 –14 °C 11,7 V 0 % 1,10 g/cm3 –5 °C
Balance energético
Electrólito congelado
No está permitido utilizar ni cargar la batería cuando el electrólito está congelado.
• Revise la batería antes de que llegue el invierno. Sustituya siempre la batería si está defectuosa.
• No cargue nunca una batería si está congelada.
• Como al congelarse el ácido sulfúrico aumenta su volumen, podrían producirse pequeñas fisuras en la carcasa de la batería, lo que originaría daños en la carrocería. En el manual de instrucciones, Volkswagen indica la necesidad de sustituir siempre las baterías cuando estén congeladas.
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Arranque en frío
El arranque en frío es el peor esfuerzo al que se puede someter una batería. Además, durante el arranque en frío se juntan tres factores:
• Al estar viscoso el aceite del motor, la resistencia mecánica del motor aumenta. El motor de arranque
necesitará, por lo tanto, más energía.
• La potencia de la batería se reduce significativamente debido al frío y a la mayor resistencia interna que ello
provoca.
• La batería no queda cargada del todo debido a las bajas temperaturas.
VO
RAB
ST
AN
D
Servicio
Comprobación de la batería
Comprobación visual
Antes de efectuar cualquier trabajo eléctrico en la batería (como, p. ej., medir la tensión en reposo, verificar la batería en régimen de descarga, etc.), hay que realizar siempre una comprobación visual.
Carcasa de la batería
Ni la carcasa ni la tapa de la batería deberán estar dañadas. Si la carcasa o la tapa estuvieran dañadas, podría salirse el ácido sulfúrico. Al salirse, el ácido puede causar graves daños en el vehículo. Las piezas que hubieran estado en contacto con el ácido tendrán que tratarse inmediatamente con un neutralizador o una solución jabonosa.
No está permitido reparar las baterías si tienen la carcasa o la tapa dañada, sino que habrá que sustituirlas siempre.
Protección termoaislante de la batería
Para poderla proteger de los efectos negativos del calor, la batería deberá llevar correctamente sujeta la protección termoaislante (p. ej., una funda). Si la batería no está protegida lo suficientemente del calor, las temperaturas excesivamente altas harán que se incremente la corrosión de las rejillas positivas.Polos y bornes de la batería
Los polos y los bornes de la batería no deberán estar dañados. Los bornes se deberán colocar
correctamente y apretar al par correspondiente. Si no se han colocado o apretado correctamente, pueden producirse interrupciones en el suministro de tensión, lo cual provocaría importantes fallos de
funcionamiento en el sistema eléctrico. En estos casos ya no podrá garantizarse la plena fiabilidad del vehículo.
Fijación de la batería
Deberá comprobarse que el encastre de la regleta de fijación de la batería se encuentre colocado
correctamente en la regleta de la base. Habrá que utilizar adaptadores si fuera preciso. El tornillo de fijación se deberá apretar al par prescrito. Si la batería no está debidamente sujeta, podría dañarse con las sacudidas y ello reduciría
sensiblemente su vida útil. Podrían dañarse las placas de rejilla, y la batería podría explotar.
Si la batería no está debidamente sujeta con la regleta de fijación, podría dañarse la carcasa. Si la batería no está suficientemente sujeta, el nivel de seguridad se verá reducido en caso de colisión. Los vehículos más antiguos necesitan baterías con una regleta alta en la base, es decir, que habrá que utilizar (véase la página 51) los correspondientes adaptadores para esta regleta (núm. de recambio 000 915 413). Durante la inspección técnica de vehículos se comprueba que la batería esté bien fijada.
VORA
BSTAND
Servicio
Nivel del electrólito
Para poder garantizar la plena fiabilidad de la batería es importante que el nivel del electrólito sea correcto.
Cuando el nivel del electrólito es demasiado bajo, las piezas de plomo conductoras de corriente que se encuentran por encima del conjunto de placas (véase la página 7: puente de conexión de las placas, puente de conexión de las celdas y lengüeta) quedan al descubierto y el electrólito ya no las cubre. Se produce una corrosión de estas piezas de plomo. Esto puede provocar desde fallos de funcionamiento hasta, incluso, la explosión de la batería.
Cuando el nivel del electrólito es demasiado alto, éste puede salirse y dañar las piezas afectadas.
Para conocer el nivel del electrólito de una batería se puede mirar el indicador correspondiente o la marca "MΑΧ", o "max" y "min", visible en el exterior de la carcasa transparente.
En las baterías que llevan ALI no figura la marca "min".
Cuando se compruebe visualmente el nivel del electrólito por el exterior de la caja transparente, hay que fijarse en que sea uniforme en todas las celdas. Si se aprecian diferencias considerables (p.
ej. > 10 mm), significa que hay un fallo interno en la batería.
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S504_098
¡Siga las indicaciones de seguridad!
Siga las indicaciones de ElsaPro (sistema electrónico profesional de información para el Servicio).
En las baterías AGM, el ácido sulfúrico va inmovilizado en una malla de fibra de vidrio. Las baterías AGM no llevan ningún indicador del nivel del electrólito y tienen una carcasa negra. Por ello, en estas baterías no se puede comprobar el nivel del electrólito.
