48 V frente a 60 V frente a 72 V: cómo dimensionar realmente una batería para un vehículo eléctrico de dos o tres ruedas

"Misma capacidad, mayor voltaje, por lo que llega más lejos".

No es así. El voltaje no agrega rango. Cambia la velocidad a la que puedes ir y la cantidad de carga que puedes mover, y ir más rápido normalmente reduce la autonomía, porque el consumo aumenta más rápido que la velocidad.

Dimensionar correctamente un paquete significa separar tres números que los compradores habitualmente confunden: voltaje , capacidad y química . Esta guía analiza cada uno de ellos, le brinda las fórmulas reales y finaliza con una hoja de trabajo que puede ejecutar en su propio mercado.

Todas las cifras son puntos de referencia de planificación para el segmento de vehículos eléctricos de pequeña potencia, no garantías. El consumo real tiene que medirse en tu ruta.

Los tres números, y lo que realmente controla cada uno

Si se equivoca en el orden de las decisiones (elija primero un voltaje porque un cliente solicitó "72 voltios"), pasará el resto del proyecto compensando con capacidad. Lo cual es caro, porque la capacidad representa entre el 30% y el 45% del coste del vehículo.

Parte 1 - Voltaje: establece la velocidad y la potencia, no la distancia

El voltaje es la presión en el sistema. Una presión más alta empuja el mismo motor más rápido y permite que el controlador entregue más vatios antes de que la corriente alcance su límite.

Tres notas prácticas que importan más que la mesa.

Su voltaje nominal no es el número en la caja. Un paquete LFP de "48 V" tiene 16 celdas en serie: 51,2 V nominal, cargando a 58,4 V. Un paquete de "72 V" suele ser de 24 S, a 76,8 V nominal y 87,6 V completamente cargado. El plomo-ácido vuelve a ser diferente: seis bloques de 12 V dan un banco de "72 V" que se carga a aproximadamente 86,4 V. Si mezclas un cargador de plomo-ácido con un paquete LFP, o viceversa, las ventanas de voltaje no se superponen correctamente y destruirás el paquete o el cargador. Haga coincidir el cargador con la química, no solo con el voltaje nominal.

El voltaje debe coincidir con el controlador y el motor. Un paquete de 72 V en un controlador de 60 V no funcionará, y un controlador clasificado para un voltaje más alto que el de su paquete simplemente tendrá un rendimiento inferior y puede fallar en el corte de bajo voltaje. Cuando realice el pedido, confirme el voltaje nominal del motor, el rango de voltaje del controlador y el voltaje nominal del paquete como tres números separados en el anexo de especificaciones.

Un voltaje más alto compra capacidad que su cliente tal vez nunca use y cobra por ella. Pasar de 60 V a 72 V en el mismo vehículo normalmente agrega entre 60 y 180 USD al paquete y requiere un controlador, motor y cargador diferentes. Si la ruta del cliente es un tráfico urbano de 30 km/h, habrá pagado por una capacidad que no devuelve nada. Si cargan 700 kg por una pendiente, lo necesitan.

Parte 2: Capacidad: el único número que agrega alcance

En la capacidad es donde está el dinero y donde casi todas las comparaciones salen mal.

Comparar en vatios-hora, nunca en amperios-hora

Los amperios-hora no tienen sentido sin voltaje. Un paquete de 48 V 30 Ah y un paquete de 72 V 30 Ah son ambos "30 Ah" y difieren en un 50% en energía real.

Wh = tensión nominal × Ah

• 48 V (51,2 V) × 30 Ah = 1536 Wh

• 60 V (64 V) × 30 Ah = 1920 Wh

• 72 V (76,8 V) × 30 Ah = 2304 Wh

Convierta siempre antes de comparar. Luego compare los vatios-hora utilizables , que es el siguiente problema.

La capacidad nominal no es capacidad utilizable

Cada producto químico tiene una profundidad de descarga (DoD) práctica: hasta dónde se puede drenar sin destruir su vida útil.

Este es el hecho más subestimado de la categoría. Tome dos paquetes, ambos con la etiqueta "60 V 30 Ah":

• Plomo-ácido 60 V 30 Ah : placa de identificación de 1800 Wh, aproximadamente un 60 % utilizable con tasas de descarga reales → entre 1000 y 1100 Wh que realmente puedes usar

• LFP 60 V 30 Ah — placa de identificación de 1920 Wh, aproximadamente 88% utilizable → alrededor de 1690 Wh que realmente puedes usar

El paquete LFP ofrece aproximadamente un 55 % más de autonomía real con la misma capacidad nominal. Esta es la razón por la que los importadores que "ahorran dinero" especificando la igualdad entre plomo y ácido reciben constantemente la queja de que el vehículo nunca cumplió con la autonomía que les prometieron. No les mintieron. Compararon placas de identificación, no energía utilizable.

La fórmula del rango

Autonomía (km) = (Wh utilizables × factor terreno) ÷ consumo (Wh/km)

Referencias de consumo para esta clase de vehículos. Trátelos como un punto de partida y luego mida:

Y aplica multiplicadores de terreno y carga útil encima:

Cómo se ve eso en configuraciones comunes

* Las cifras del Departamento de Defensa sobre plomo-ácido son optimistas. Bajo una corriente alta y sostenida, el efecto Peukert puede reducir la capacidad efectiva muy por debajo de estos números, razón por la cual el rango de plomo-ácido del mundo real a menudo decepciona.

Lea esa tabla como comprador y dos cosas se vuelven obvias. En primer lugar, las hileras de plomo-ácido no son competitivas en cuanto a autonomía a igualdad de Ah; sólo lo son en cuanto a precio de compra. En segundo lugar, un triciclo de carga necesita una mochila realmente grande: una mochila de 8,4 kWh para mover entre 500 y 800 kg durante unos 110 km. No existe un triciclo de carga pequeño. Cualquiera que lo cite está citando un rango descargado.

Parte 3: La especificación oculta que causa la mayoría de las fallas en el campo: clasificación actual de BMS

La capacidad y el voltaje reciben toda la atención. La corriente de descarga continua del BMS es lo que realmente hace que los vehículos queden varados en las laderas.

El BMS debe poder pasar la corriente que consume el controlador, de forma continua, en las peores condiciones: tarde calurosa, carga completa, pendiente pronunciada.

Paso 1: Corriente del motor a potencia nominal: Potencia nominal del motor ÷ tensión nominal

Paso 2: Consumo del controlador: los controladores generalmente se configuran a una corriente máxima muy por encima de la corriente nominal del motor. Consulte la hoja de datos; suponga que la corriente nominal del motor es de 1,5 a 2 veces si no es posible.

Paso 3: Dimensione el BMS: clasificación continua ≥ corriente máxima del controlador × 1,2–1,5 y clasificación máxima ≥ aproximadamente 2 × continua para aceleración y arranque en pendiente.

Ejemplo resuelto: un motor de 2000 W en un sistema de 72 V:

• Corriente del motor a potencia nominal: 2.000 ÷ 76,8 ≈ 26 A

• Corriente máxima del controlador (típica): 40–60 A

• BMS continuo requerido: ≥ 60 A

• Pico BMS requerido: ≥ 100–120 A

Ahora compare eso con un paquete que obtiene un BMS genérico de 30 A porque el comprador especificó solo "72 V, 110 Ah". El paquete pasará una prueba de banco, funcionará bien en terreno llano y se desconectará térmicamente la primera vez que el vehículo suba una colina con carga completa, repetidamente, en el cliente, en el primer mes.

Escriba la clasificación BMS en el anexo de especificaciones. Es el defecto oculto más común en esta categoría y el más difícil de detectar antes de la entrega.

Parte 4: emparejamiento del cargador

El cargador no es un accesorio. Un cargador incompatible o no especificado acortará la vida útil del paquete de manera más confiable que cualquier otro componente.

Un paquete LFP de 60 V y 45 Ah cargado a 0,25 °C necesita aproximadamente un cargador de 11 A y entre 4 y 5 horas. Si el día de viaje de su cliente es de 8 horas y su tiempo de inactividad es de 6, eso funciona. Si trabajan dos turnos al día, no es así, y la respuesta es un segundo paquete o un intercambio, no un cargador más grande.

Parte 5: Cinco perfiles de compradores y qué especificar

Úselos como puntos de partida y ajústelos con la hoja de trabajo a continuación.

1. Vehículo de dos ruedas para viajeros del sudeste asiático. Ciudad plana, 25-40 km/día, un solo conductor, sensible al precio. → 48 V o 60 V, LFP 24–30 Ah, 350–800 W. El plomo-ácido es aceptable sólo si la distancia diaria es inferior a 20 km y el costo de reemplazo es una verdadera limitación del mercado.

2. Rickshaw eléctrico de pasajeros del sur de Asia. 30-50 km/día, 3 pasajeros, urbano mixto. → 60 V, LFP 45–60 Ah, 1000–1500 W, BMS continuo ≥ 60 A. El peso importa aquí: el ahorro de peso de ~65 % del LFP en comparación con el plomo-ácido aumenta directamente la capacidad de carga útil y reduce el desgaste del marco.

3. Keke de carga africano. 60–90 km/día, 500–800 kg, caminos con baches, clima cálido. → 72 V, LFP 100–120 Ah, 1500–2000 W, suspensión reforzada, especificación tropical (conectores sellados, controlador con revestimiento conformado, corte BMS de alta temperatura), BMS continuo ≥ 80 A.

4. Motocarro latinoamericano. Uso agrícola mixto urbano y rural, doble propósito. → 60 V o 72 V, LFP 60–100 Ah según el servicio, 1500–2000 W. Especifique la variante de carga útil más alta si hay agricultores en la base de clientes.

5. Paquete de red con intercambio de batería. Ciclo de trabajo corto, alto número de ciclos y la estandarización es la prioridad. → Estandarice exactamente dos tamaños de paquetes en toda la gama de modelos, un tipo de conector, LFP, con un BMS que informa el estado de salud a través de CAN o RS485 para que los paquetes desgastados puedan retirarse antes de que el cliente se dé cuenta. Una red de intercambio con tres estándares de batería incompatibles no puede funcionar.

Parte 6: la hoja de trabajo de tallas

Ejecute esto contra su propio mercado. Tarda unos diez minutos.

Paso 1: rango diario. ¿Qué distancia recorre realmente el vehículo en un día laborable? Utilice el día del percentil 90, no el promedio. Un ciclista que normalmente recorre 40 km pero recorre 70 km dos veces por semana necesita una mochila con capacidad para 70 personas.

Paso 2: Consumo. Elija un punto de referencia de la tabla anterior y aplique su multiplicador de terreno.

Paso 3: Energía utilizable requerida. Usable Wh = daily range (km) × consumption (Wh/km)

Paso 4: Energía de la placa de identificación. Nameplate Wh = usable Wh ÷ practical DoD (0,88 para LFP, 0,60 para plomo-ácido)

Paso 5: Capacidad requerida. Ah = nameplate Wh ÷ nominal voltage ; luego redondee al paquete disponible más cercano.

Paso 6: verifique el BMS. Clasificación continua ≥ corriente máxima del controlador × 1,2. Pico ≥ 2× continuo.

Paso 7: revisa el cargador. Corriente de carga de 0,2 a 0,3 C, tiempo de carga que se ajusta al tiempo de inactividad real del cliente, ventana de voltaje correcta para la química.

Ejemplo resuelto A: keke de carga africano

• Autonomía diaria: 80 km

• Consumo: 65 Wh/km, terreno mixto → × 1,25 = 81 Wh/km

• Utilizable requerido: 80 × 81 = 6.480 Wh

• LFP al 85% DoD → placa de identificación = 6480 ÷ 0,85 = 7624 Wh

• A 76,8 V nominal → 7624 ÷ 76,8 = 99 Ah → especifique el tamaño siguiente, 72 V 110 Ah

Ejemplo resuelto B: vehículo de dos ruedas para viajeros del Sudeste Asiático

• Autonomía diaria: 45 km

• Consumo: 26 Wh/km, ciudad plana, carga ligera → sin multiplicador

• Utilizable requerido: 45 × 26 = 1.170 Wh

• LFP al 88% DoD → placa de identificación = 1170 ÷ 0,88 = 1330 Wh

• A 51,2 V nominal → 1330 ÷ 51,2 = 26 Ah → especifique 48 V 30 Ah para dejar margen para el envejecimiento de la batería

Observe que ambos ejemplos corresponden a configuraciones en producción común. Esto no es una coincidencia: la física del mercado ya ha convergido en estos tamaños. También es la razón por la que es más fácil trabajar con un proveedor que puede ofrecer tanto el vehículo como el paquete de una misma cadena de suministro: la conversación sobre el tamaño y la conversación sobre la fabricación son la misma conversación.

Siete errores de tamaño que generan reclamos de garantía

1. Comparación de amperios-hora entre voltajes. Convierta siempre a Wh primero.

1. Comparando la placa de identificación Wh sin aplicar DoD utilizable. Aquí es donde el plomo-ácido pierde silenciosamente el 40% de su rango cotizado.

1. Buscando voltaje para alcanzar el alcance. El voltaje añade velocidad y la velocidad añade consumo.

1. Dimensionamiento para el día normal en lugar del día exigente. Una mochila que apenas cubre el trayecto diario no tiene margen de envejecimiento, frío o desvíos.

1. Ignorando la clasificación actual de BMS. La causa más común de corte térmico en pendientes con carga completa.

1. Ignorando la temperatura. La LFP pierde entre el 10% y el 20% de su autonomía con el frío; El plomo-ácido pierde entre un 25% y un 50%. Nunca especifique LFP para un mercado frío sin una opción de paquete calentado y nunca planee cargar LFP por debajo de 0 °C.

1. Olvidar que esa capacidad se desvanece. Una mochila LFP con un estado de salud del 80% después de 1.500 ciclos ha perdido una quinta parte de su rango original. Construya entre un 15% y un 20% de espacio libre en la etapa de especificación para que el vehículo siga haciendo su trabajo en el tercer año.

Preguntas frecuentes

¿Una batería de 72 V ofrece más autonomía que una batería de 60 V? No, no por sí solo. El alcance está determinado por los vatios-hora utilizables. Un paquete de 72 V 30 Ah (2304 Wh) tiene más energía que un paquete de 60 V 30 Ah (1920 Wh) solo porque almacena más energía, no por el voltaje. Un voltaje más alto aumenta el techo de velocidad y potencia, y las velocidades más altas generalmente aumentan el consumo.

¿Cuántos Ah necesito para un triciclo de carga eléctrico? Depende de la carga útil, el terreno y la distancia diaria, pero un triciclo de carga comercial que transporta entre 500 y 800 kg en carreteras mixtas normalmente necesita entre 90 y 120 Ah a 72 V en LFP. Califíquelo con la hoja de trabajo anterior en lugar de copiar las especificaciones de otro mercado.

¿Son suficientes 48 V para un triciclo? Para un triciclo ligero de pasajeros o de carga ligero en terreno plano a baja velocidad, sí. Para cargas útiles pesadas sostenidas o pendientes, 48 ​​V alcanzarán su límite de potencia y la restricción se convertirá en límites del motor y del controlador, no en la capacidad de la batería.

¿Por qué mi paquete de plomo-ácido ofrece mucho menos alcance de lo esperado? Dos razones. La profundidad de descarga utilizable para plomo-ácido es solo de alrededor del 50% al 60% sin acortar la vida útil, y la capacidad está clasificada en una tasa de descarga de 20 horas, por lo que se reduce bajo el consumo de corriente del mundo real. Compare los vatios-hora utilizables, no los amperios-hora indicados en la placa de identificación.

¿Puedo utilizar el mismo cargador para un paquete de plomo-ácido y un paquete LFP del mismo voltaje nominal? No. Las ventanas de voltaje difieren y los perfiles de carga son incompatibles. Usar el cargador incorrecto acortará la vida útil o dañará el paquete. Haga coincidir el cargador con la química.

¿Cuál es la parte que más comúnmente no se especifica en un pedido de baterías? La clasificación de corriente de descarga continua de BMS. Los compradores especifican el voltaje, la capacidad y la química, y dejan el BMS predeterminado por el proveedor. También es el componente con mayor probabilidad de causar fallas en el campo bajo cargas pesadas.

Mídelo una vez, tamaño correcto

Envíenos su mercado, distancia diaria, carga útil típica y terreno, y calcularemos los números con usted: vehículo y paquete juntos, desde una sola cadena de suministro.

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