¿Que es un Pack de Baterías de Lítio?
Un Pack de Baterías es un conjunto de Celdas de Litio que están estructuradas en grupos para conformar un valor de voltaje y para alcanzar un determinada capacidad.
Los voltajes (V) de las celdas conectadas en serie se suman, mientras que conectadas en paralelo suman capacidad de Carga (mAh).
Utilizando celdas 18650 de excelente calidad, fabricamos bajo pedido cualquier pack de Baterías de Iones de Litio recargables, en cualquier formato de Pack:
- Cuadrado
- Rectangular
- En línea
- Tubular
- Paralelo
- Redondo
- Trapezoidal u otro
¿Como lo hacemos?
Pioneros en Colombia con una línea de ensamblaje de Baterías de Litio, donde utilizamos tecnología de punta para asegurar un proceso integrado de ensamblado.
Podemos apoyarle en:
- El diseño de Packs de Baterías de Litio
- En la fabricación de Packs de Baterías de Litio
- En la remanufactura o reparación de Packs de Baterías de Litio.
Nuestro proceso tecnológico
Para efectos prácticos, el corazón de un Pack de Baterías son las Celdas, y el Battery Management System (por sus siglas en inglés – BMS) es el Cerebro.
Cuando ensamblamos un Pack de Baterías no solo ponemos especial atención a la calidad de las Celdas y la BMS, sino también a cada uno de los componentes que participan en el ensamblaje. Son muchos los detalles que hacen que un Pack de Baterías sea mas seguro, más duradero y que esté mejor diseñado para una aplicación concreta.
Soldadura:
Utilizamos máquinas industriales de arco eléctrico (soldadura de punto), con corrientes de salida de 8000 A, logrando una soldadura más regular, y con menores diferencias entre las impedancias de cada unión. De esta forma, durante la carga y la descarga, cada celda realiza un trabajo semejante al de las celdas adyacentes, evitando que unas celdas trabajen mas que otras o envejezcan de forma desigual, afectando la vida útil del Pack de Baterías.
Conectores entre Celdas:
Para la soldadura entre Celdas, utilizamos conectores de diferentes espesores, coberturas y resistencias. Un material de una alta resistencia eléctrica puede hacer que, por ejemplo, aunque la batería pueda dar un pico de energía de 20A, solo circulen 5A, impidiendo que los motores que utilizan estas baterías tengan la suficiente potencia para ejecutar su tarea. Ponemos especial atención a que el Pack pueda dar la corriente de pico que se le va a exigir sin que los conectores entre celdas se recalienten excesivamente. Entre más área tenga la corriente para pasar, menor será la resistencia eléctrica, por tanto, permitirá más descarga de corriente y menor será la disipación de calor.
Robustez y Seguridad:
Utilizamos separadores de plástico entre las celdas, mejorando la refrigeración de las mismas y evitando que lleguen a ponerse en contacto con sus adyacentes si el termo encogible de las celdas eventualmente se rompiese o abriese. Adicionalmente estos separadores ayudan a darle robustez a la estructura del Pack.
Aislantes para protección adicional:
Añadimos un material aislante en los polos de las celdas, en la separación entre ellas y en la protección de las superficies. El aislante protege de forma semejante a la pieza de plástico que separa las baterías, soportando muy bien el calor, y de esta manera no solo su contacto con otras baterías está protegido, sino también los terminales para que no lleguen a entrar en contacto unos polos con otros.
Tarjetas de Protección BMS:
Los Pack de Baterías siempre deben ser utilizados con un circuito de protección para prevenir que las celdas tengan sobrecarga, sobre-descarga o consumo en exceso. Elegir el circuito correcto y aplicarlo es vital para asegurar la longevidad de las baterías, sin dejar de lado el elemento mas importante que es la seguridad. Para un Pack de Baterías Li-ion de alto voltaje debemos escoger un BMS para supervisar el rendimiento de cada celda y asegurar que la batería trabaja de forma correcta.
Un BMS o un sistema de gestión de baterías, es un sistema electrónico que controla una batería recargable, monitorizando su estado, calculando los datos secundarios, reportando esos datos, protegiendo la batería, controlando el entorno y haciendo que trabaje en equilibrio. Dependiendo de las características del Pack requerido, trabajamos con diferentes versiones de BMS, en función del número de celdas, voltaje y capacidad.
El BMS controla diversos datos como:
• Voltaje: Voltaje total, o voltaje individual de cada Celda.
• Temperatura: Temperatura media o temperatura de las celdas individuales
• Estado de carga (SOC) o profundidad de descarga (DOD) para ajustar el nivel de la Batería
• Estado de la salud (SOH) medidas sobre el estado general de la Batería
• Corriente, de Entrada o de Salida de la Batería.
Celdas de Litio:
Volviendo al corazón del Pack de Baterías, el aspecto de las Celdas recargables es prácticamente idéntico al de las pilas cilíndricas convencionales AA, aunque también se encuentran en el mercado pilas con formas prismáticas (cuadradas o rectangulares).
Igual que las convencionales, las Celdas recargables tienen una carcasa metálica que encierra y protege sus elementos constitutivos. Ese recubrimiento contiene en su interior una espiral muy larga que está integrada por hojas delgadas muy próximas entre sí, integradas por cuatro elementos, comunes en disposición, aunque no en composición a los de cualquier otra celda:
• Un electrodo positivo, denominado cátodo
• Un electrodo negativo, el ánodo
• Un disolvente químico llamado electrolito entre ellos y
• Un separador.
En nuestros Packs de Baterías utilizamos celdas con iones de litio 18650, las cuales tienen un recubrimiento exterior de metal, que ahora es particularmente importante porque la celda está presurizada. Esta caja de metal tiene un orificio de ventilación sensible a la presión. Si la batería se calienta tanto que corre el riesgo de explotar debido a una sobrepresión, esta ventilación se encarga de liberar la presión generada en el interior de la pila. El respiradero está colocado como medida de seguridad.
Selección de las Celdas de Litio 18650:
Una Celda 18650 generalmente tiene las ventajas de una gran capacidad, una larga vida útil, un alto rendimiento de seguridad y una amplia gama de usos. Para seleccionar una buena Celda 18650, generalmente tomamos en cuenta su Marca, su Capacidad, la Corriente de Carga y de Descarga, el Voltaje y la Temperatura de funcionamiento.
Marca:
Trabajamos con Celdas de Litio marca FST 2.500 mAh y DMEGC 2.600 mAh, las razones de esta selección obviamente las encontrarán a continuación.
Capacidad:
La capacidad nominal de una Celda afectará la duración de la Batería. La unidad es «mAh – Miliamperios Hora».
Cuanto mayor sea la capacidad, mejor será la duración de la batería.
Lastimosamente en el mercado de Celdas de Litio existen muchas marcas falsas y hablar de la capacidad real de una Celda 18650 es una tarea muy incierta, por lo que en Favelca además de contar con proveedores calificados y certificados, utilizamos equipos robustos donde ejecutamos ciclos de pruebas de cada celda para determinar sus capacidades reales antes de conformar un Pack de Baterías.
Corriente de Carga y de Descarga:
La tasa de carga y descarga se refiere al valor actual requerido para que la batería libere su capacidad nominal dentro de un tiempo específico. Se denomina ratio “C” la capacidad de carga o descarga máxima de la celda, por ejemplo una celda de 2500mA y con 1C de ratio, admite una descarga máxima de 2.500mA, es decir que se puede conectar una carga de hasta 2.5A.
Los equipos que necesitan corrientes altas (herramientas eléctricas, aspiradoras, vapeo, drones, scooters, monociclos, etc) demandan tasas de descarga grandes.
Impedancia Interna:
La impedancia interna se refiere al autoconsumo de la Celda. Cuanto menor sea la impedancia interna, mejor será la capacidad de descarga. Utilizamos celdas con impedancia interna inferior a 100 mΩ.
Temperatura de Operación:
La temperatura es un factor importante que afecta la vida útil de la Celda de Litio 18650. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápida será la tasa de envejecimiento de la Batería de Litio, y cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el daño sufrido por la Batería de Litio.