¿Qué información necesita para personalizar un paquete de baterías de litio?

Un paquete de baterías de litio personalizado es mucho más que simplemente conectar varias celdas de batería. Es una solución de alimentación completa diseñada en función de los requisitos eléctricos, mecánicos, ambientales y de seguridad de su dispositivo.

Ya sea que esté desarrollando un dispositivo médico, un producto de IoT, un equipo industrial, una herramienta eléctrica, un dispositivo portátil o un sistema de almacenamiento de energía, proporcionar la información correcta al comienzo de un proyecto de baterías puede mejorar significativamente la eficiencia del desarrollo y ayudar a su fabricante de baterías a ofrecer una solución que se ajuste a su aplicación.

Entonces, ¿qué información necesita preparar al solicitar un paquete de baterías de litio personalizado?

Estas son las especificaciones clave que normalmente necesitará el fabricante de su batería.

1. Aplicación de la batería

Lo primero que necesita saber el fabricante de su batería es: para qué se utilizará la batería.

Por ejemplo:

• Dispositivos médicos
• IoT y dispositivos inteligentes
• Equipos industriales
• Herramientas eléctricas
• carrito de golf
• Dispositivos electrónicos portátiles
• Equipos portátiles
• Iluminación de emergencia
• Almacenamiento de energía solar
• equipos de telecomunicaciones

La aplicación proporciona un contexto importante para el diseño completo de la batería.

Una batería para un dispositivo portátil puede necesitar ser extremadamente compacta y ligera, mientras que un paquete de baterías industrial puede priorizar una alta corriente de descarga, durabilidad, resistencia a la temperatura y una larga vida útil.

Por lo tanto, cuanta más información pueda proporcionar sobre su aplicación, más fácil será para los ingenieros recomendarle la solución de batería adecuada.

2. Voltaje de batería requerido

El voltaje es una de las especificaciones más importantes para un paquete de baterías personalizado.

Por favor, indique el voltaje de funcionamiento requerido de su dispositivo o sistema, como por ejemplo:

3,7 V/7,4 V/11,1 V/12 V/14,8 V/24 V/36 V/48 V/60 V/72 V

En el caso de las baterías de litio, la tensión nominal y la tensión máxima de carga no tienen por qué ser iguales.

Por ejemplo, una celda típica de iones de litio tiene un voltaje nominal de alrededor de 3,6 V o 3,7 V, mientras que una celda de LiFePO4 tiene un voltaje nominal de alrededor de 3,2 V.

La tensión requerida del sistema determina cómo deben conectarse las celdas en serie y, por lo tanto, es un punto de partida importante para el diseño del paquete de baterías.

3. Capacidad de batería requerida

A continuación, debes determinar cuánta energía requiere tu aplicación.

La capacidad de la batería se suele expresar en:

• mAh (miliamperios-hora)
• Ah (amperios-hora)

Por ejemplo: 40 mAh / 2000 mAh / 5000 mAh / 10 Ah / 50 Ah / 100 Ah / 600 Ah

La capacidad afecta directamente al tiempo de funcionamiento previsto de su dispositivo.

Una estimación sencilla es:

Energía requerida ≈ Consumo de energía × Tiempo de funcionamiento

Por ejemplo, si un dispositivo consume 10 W y necesita funcionar durante aproximadamente 8 horas:

10 W × 8 h = 80 Wh

Sin embargo, es posible que la capacidad real de la batería deba ser mayor si se tienen en cuenta la eficiencia de conversión, los límites de descarga, la temperatura, el envejecimiento de la batería y otras condiciones de aplicación.

Por eso, un fabricante de baterías debería evaluar la aplicación completa en lugar de simplemente igualar la capacidad solicitada.

4. Corriente de descarga máxima

La capacidad de la batería por sí sola no nos indica si una batería puede alimentar su dispositivo de forma segura. Su fabricante también necesita saber la corriente de descarga requerida.

Por favor, proporcione:

• Corriente de descarga continua
• Corriente de descarga máxima y duración de la corriente máxima.

Por ejemplo, un dispositivo puede consumir normalmente 5 A, pero requerir 15 A durante varios segundos al encenderse.

Esta información puede afectar significativamente la selección de celdas, el número de celdas conectadas en paralelo, las especificaciones del BMS, el cableado, los conectores y el diseño térmico.

Una batería de gran capacidad no necesariamente es capaz de suministrar una corriente de descarga elevada.

5. Requisitos de carga

Si estás desarrollando un paquete de baterías recargables, los requisitos de carga son igualmente importantes.

La información útil incluye:

• Voltaje de carga Corriente de carga estándar
• Corriente de carga máxima
• Tiempo de carga requerido
• Especificaciones del cargador
• Requisitos de carga rápida

Por ejemplo, si su producto requiere carga rápida, las celdas de la batería, el sistema de gestión de baterías (BMS), el cargador, el conector y el diseño térmico deben evaluarse conjuntamente.

Por lo tanto, proporcionar el modelo del cargador o las especificaciones de carga puede ayudar a los ingenieros a diseñar una solución de batería más compatible.

6. Dimensiones y peso de la batería

Para muchos proyectos de baterías personalizadas, el espacio físico es tan importante como las especificaciones eléctricas. Indique el espacio máximo disponible:

Largo × Ancho × Alto

Si es posible, proporcione también:

• Peso máximo de la batería
• Espacio de instalación disponible
• Puntos de montaje
• Ubicaciones de los orificios para tornillos
• Posición de salida del cable
• Forma de batería requerida
• Requisitos de carcasa o cerramiento (aluminio/plástico/metal/PVC azul)

Una batería puede cumplir con el voltaje y la capacidad requeridos, pero aun así resultar inadecuada si no cabe físicamente dentro del dispositivo.

Si dispone de un dibujo mecánico, un modelo 3D o una muestra de batería existente, proporcionárselo al fabricante puede hacer que el proceso de diseño sea mucho más eficiente.

7. Requisitos de conectores, cables y alambres

Es posible que la batería deba conectarse directamente a su dispositivo, cargador o sistema de control. Por lo tanto, especifique:

• Tipo de conector/terminal
• Longitud del cable
• Calibre del alambre

Si ya utiliza un conector específico en su producto, proporcionar el número de pieza o el dibujo del conector puede ayudar a evitar problemas de compatibilidad durante la fase de prototipado.

8. Temperatura de funcionamiento y almacenamiento

La temperatura puede tener un efecto significativo en el rendimiento, la seguridad, la carga y la vida útil de la batería. Proporcione los siguientes valores esperados:

• Rango de temperatura de funcionamiento
• Rango de temperatura de carga
• Rango de temperatura de almacenamiento
• Temperaturas ambientales máximas y mínimas

Algunas aplicaciones pueden requerir baterías capaces de funcionar en entornos particularmente cálidos o fríos.

Si su producto se va a utilizar al aire libre, en vehículos, entornos industriales u otras condiciones exigentes, los requisitos de temperatura deben identificarse al inicio del proyecto.

9. Química de las baterías

Si ya tiene una preferencia en cuanto a la composición química de la batería, comuníqueselo al fabricante.

Las químicas más comunes de las baterías de litio recargables incluyen:

• Iones de litio
• polímero de litio
• LiFePO4
• Ni-MH
• Ni CD
• Li-SOCI₂

 

Las diferentes químicas tienen características diferentes en cuanto a:

• Densidad de energía
• Seguridad
• Ciclo de vida
• Rendimiento de descarga
• Temperatura de funcionamiento
• Tamaño y peso
• Costo

Sin embargo, si no está seguro de qué química es la adecuada, no necesariamente tiene que tomar la decisión usted mismo.

Un fabricante profesional de baterías puede evaluar los requisitos de su aplicación y recomendarle la composición química y el tipo de celda adecuados.

10. Requisitos del BMS

Para muchos paquetes de baterías de litio, el Sistema de Gestión de Baterías (BMS) es una parte esencial del diseño. Dependiendo de la aplicación, es posible que se requieran funciones como:

• Protección contra sobrecarga
• Protección contra sobredescarga
• Protección contra sobrecorriente
• Protección contra cortocircuitos
• Protección contra la temperatura
• Equilibrio celular
• Monitoreo del estado de carga
• Comunicación de la batería

También debe especificar si la batería necesita comunicarse con su dispositivo o sistema de control. Para aplicaciones avanzadas, las interfaces de comunicación pueden incluir:

• SMBus
• I²C
• UART
• RS485
• PODER

El sistema de gestión de baterías (BMS) debe diseñarse en función de la configuración de la batería y los requisitos del sistema completo, en lugar de seleccionarse por separado al final del proyecto.

11. Certificaciones requeridas

Los requisitos de certificación dependen del tipo de batería, la aplicación y el mercado objetivo. Según su proyecto, es posible que necesite estándares o certificaciones como:UN38.3/ IEC 62133/UL1642 /UL2054 /ESTE/CB/RoHS/KC/HASTA/POR QUÉ/MSDSOtros requisitos específicos del mercado

Es importante identificar los requisitos de certificación con antelación, ya que pueden afectar a la selección de celdas, el diseño del sistema de gestión de baterías (BMS), la construcción mecánica, las pruebas, la documentación y los plazos de desarrollo.

Howell Energy ofrece productos de baterías y soluciones personalizadas con una amplia gama de certificaciones internacionales y asistencia para el cumplimiento de las normativas específicas del mercado.

12. Otros requisitos especiales

Por último, informe al fabricante de la batería sobre cualquier otro aspecto que pueda afectar al diseño. Por ejemplo:

• Requisitos de impermeabilización
• Resistencia al polvo
• Resistencia a la vibración
• Resistencia a los golpes
• Funcionamiento a alta/baja temperatura
• Alta tasa de descarga
• Vida útil de ciclo largo
• Diseño ligero
• Diseño ultrafino
• Revestimiento especial
• Etiquetado personalizado (OEM/ODM)
• Requisitos de comunicación
• Embalaje especial
• Cantidad de producción objetivo
• Calendario de entregas previsto

Incluso un requisito pequeño puede tener, en ocasiones, un gran impacto en el diseño de la batería. Siempre es mejor discutir estos requisitos al comienzo del proyecto que después de que el prototipo ya esté desarrollado.

¿Qué sucede después de que proporcione estas especificaciones?

Una vez que se conocen sus requisitos, un fabricante profesional de baterías puede comenzar a evaluar el proyecto. Un proceso típico de desarrollo de baterías a medida puede incluir:

Paso 1: Análisis de requisitos

Los ingenieros revisan los requisitos eléctricos, mecánicos, ambientales y normativos de la aplicación.

Paso 2: Selección de celdas y diseño de la batería

Las celdas y configuraciones de batería adecuadas se evalúan en función del voltaje, la capacidad, el rendimiento de descarga, las dimensiones, la vida útil y otros requisitos.

Paso 3: Diseño del sistema de gestión de edificios (BMS) y de la protección

El sistema de gestión de baterías (BMS), las funciones de protección, la interfaz de comunicación, el cableado y otros componentes eléctricos están diseñados de acuerdo con los requisitos del paquete de baterías.

Paso 4: Desarrollo y prueba del prototipo

Se fabrica un prototipo de batería para su verificación eléctrica, mecánica, térmica y funcional.

Dependiendo de la aplicación, las pruebas pueden incluir pruebas de capacidad, pruebas de ciclo, pruebas de temperatura, pruebas de vibración, pruebas de seguridad y otras evaluaciones de fiabilidad.

Paso 5: Certificación y validación

Si es necesario, el paquete de baterías puede someterse al proceso de certificación y cumplimiento normativo correspondiente para el mercado objetivo.

Paso 6: Producción en masa

Una vez validado y aprobado el diseño, el paquete de baterías puede pasar a la producción en masa con control de calidad durante todo el proceso de fabricación.

¿Qué ocurre si no conoces todas las especificaciones?

Esto es muy común.

Muchos clientes que contactan con un fabricante de baterías aún no disponen de las especificaciones completas de la batería.

Puede que solo sepas:

“Necesitamos una batería recargable para nuestro dispositivo.”

Está bien.

Al inicio de un proyecto, puedes proporcionar toda la información que tengas disponible, como por ejemplo:

• Aplicación del producto
• consumo de energía del dispositivo
• Tiempo de funcionamiento previsto
• Espacio disponible para la batería
• Corriente máxima
• Mercado objetivo
• Dibujos o fotos del producto
• Especificaciones de la batería existente
• Volumen de compras anual

Un equipo profesional de ingeniería de baterías puede utilizar esta información para ayudar a determinar la composición química, el voltaje, la capacidad, la configuración de las celdas, el sistema de gestión de baterías (BMS), el conector y el diseño mecánico adecuados para la batería.

Soluciones de baterías personalizadas de Howell Energy

Howell Energy es un fabricante de baterías con más de 20 años de experiencia en el sector. Ofrecemos soluciones OEM/ODM que abarcan el diseño de baterías, la selección de celdas, el desarrollo de paquetes, la integración de sistemas de gestión de baterías (BMS), las pruebas y los requisitos personalizados.

Nuestras capacidades de fabricación de baterías a medida incluyen diferentes configuraciones de voltaje y capacidad, dimensiones y formas personalizadas, conectores, interfaces de comunicación como RS485 y CAN, y otros requisitos específicos de la aplicación.

Nuestra cartera de baterías incluye baterías de iones de litio, polímero de litio, LiFePO4, litio primario, NiMH, Ni-Cd y paquetes de baterías personalizados, lo que nos permite recomendar diferentes tecnologías de baterías según la aplicación.

¿Listo para desarrollar tu propio paquete de baterías personalizado?

No es necesario que tenga todas las especificaciones finalizadas antes de ponerse en contacto con nosotros.

Envíenos la información que ya tenga, incluyendo su aplicación, voltaje y capacidad requeridos, dimensiones, requisitos de corriente, entorno operativo y cualquier dibujo o muestra de batería existente.

Nuestro equipo de ingeniería puede evaluar sus requisitos y ayudarle a convertir su concepto de producto en una solución práctica de baterías.

Howell Energy: Su socio confiable en baterías.