La tecnología de las baterías desempeña un papel crucial en el rendimiento, la seguridad y la fiabilidad de las aplicaciones modernas, desde los drones y la robótica hasta los dispositivos médicos y la movilidad eléctrica. Sin embargo, el diseño de un paquete de baterías eficiente y que cumpla las normativas exige una cuidadosa consideración de la química, los factores de forma, la gestión de la energía y las normas reguladoras.
Este artículo, basado en el reciente seminario web de Dan-Tech Energy, cubre aspectos clave del diseño de baterías, sistemas de gestión de baterías (BMS), tecnología de iones de litio frente a LiPo y requisitos de certificación, todo ello esencial para las empresas que buscan desarrollar soluciones energéticas optimizadas. Vea la grabación completa del seminario web aquí.
Por qué es importante el diseño de la batería
Una batería es algo más que una fuente de energía: influye directamente en la eficiencia, la longevidad y el éxito comercial de un producto. Las malas decisiones de diseño pueden provocar sobrecalentamiento, fallos prematuros o incluso bloqueos normativos que retrasen la producción y el envío.
Los tres factores fundamentales que influyen en el diseño de las baterías son:
- Rendimiento: maximización de la producción de energía, la vida útil y los ciclos de carga.
- Seguridad - Prevención del desbordamiento térmico, el sobrecalentamiento y las sobretensiones.
- Cumplimiento - Cumplimiento de las normas internacionales de envío y certificación para evitar interrupciones en la cadena de suministro.
Baterías personalizadas o estándar: La elección correcta
Muchos asumen que las baterías estándar son la solución más sencilla. Aunque esto puede ser cierto para la electrónica de consumo, las industrias que requieren una alta fiabilidad, factores de forma únicos o certificaciones estrictas a menudo necesitan un paquete de baterías a medida.
¿Por qué elegir una batería personalizada?
- Optimizado para su producto: adaptado para cumplir requisitos específicos de espacio, peso y rendimiento.
- Control total de costes: permite un control preciso de la lista de materiales (BOM) y los costes de producción.
- Preparación reglamentaria: los envases personalizados pueden diseñarse con componentes precertificados, lo que reduce el tiempo de aprobación.
- Mayor seguridad y eficiencia - Permite estrategias de gestión térmica y equilibrado de celdas, mejorando la fiabilidad.
Para las empresas que desarrollan robótica, vehículos aéreos no tripulados, dispositivos médicos o soluciones industriales, invertir en una batería personalizada suele traducirse en un mejor rendimiento, menos riesgos y un ahorro de costes a largo plazo. Más información sobre cómo las baterías de litio personalizadas mejoran el rendimiento de los UAV.
Las claves de la química de las baterías: Comprender los fundamentos
La composición química de una pila determina su capacidad energética, velocidad de descarga, vida útil y características de seguridad. Compara los tipos de pilas recargables más comunes:
Li-Ion vs. LiPo: ¿Cuál elegir?
- Las baterías de iones de litio (NMC/NCA) son conocidas por su alta densidad energética y longevidad, lo que las hace ideales para robótica, dispositivos médicos y aplicaciones industriales.
- Las baterías LiPo (de litio), aunque ligeras y capaces de alcanzar altas tasas de descarga, son más sensibles mecánicamente y requieren una gestión estricta de la energía.
Para más información, consulte nuestro artículo Li-Ion vs. LiPo.
Factores de forma de las pilas: Pilas cilíndricas, prismáticas y de petaca
Seleccionar el factor de forma de batería adecuado es crucial para la integración y la eficiencia:
Células cilíndricas
✅ Alta estabilidad mecánica
✅ Gestión térmica eficiente
✅ Ampliamente disponible y fiable
❌ Ocupa más espacio que las células de bolsa.
Células prismáticas
✅ Diseño compacto
✅ Preferido para almacenamiento de energía y VE
❌ Puede experimentar problemas de expansión con el tiempo
Pilas de bolsa (LiPo)
✅ Forma flexible
✅ Mayores velocidades de descarga
❌ Riesgo de hinchamiento y daños mecánicos.
Para evitar fallos inesperados, asegúrese de que su BMS regula correctamente el comportamiento de la batería. Obtén más información sobre cómo montar un pack de baterías Li-Ion seguro con un BMS en nuestra guía paso a paso.
Sistemas de gestión de baterías (BMS) y consideraciones de seguridad
Un sistema de gestión de baterías (BMS) es responsable de la seguridad, la supervisión y la eficiencia energética. Entre sus funciones clave se incluyen:
- Módulo de circuito de protección (PCM): evita la sobretensión, la sobrecorriente y el sobrecalentamiento.
- Estimación del estado de carga (SoC) - Utiliza el recuento de culombios para realizar un seguimiento de los niveles de la batería.
- Equilibrio de celdas: garantiza un rendimiento uniforme en todas las celdas (equilibrio pasivo frente a activo).
- Comunicación y monitorización - Proporciona datos sobre el estado de la batería en tiempo real..
Existen dos tipos principales de protección de la batería:
- Módulo de circuito de protección (PCM): protección de seguridad básica sin funciones de comunicación.
- Sistema de gestión de baterías (BMS): supervisión, diagnóstico y control avanzados.
Para un desglose detallado, lea nuestra guía PCM vs. BMS: ¿Cuál necesita su batería?
Certificación y conformidad
La aprobación reglamentaria es uno de los aspectos más críticos (y a menudo pasados por alto). Entre las certificaciones clave se incluyen:
ONU 38,3
Necesario para el transporte de baterías (aéreo, marítimo, terrestre).
IEC 62133
Imprescindible para aplicaciones industriales y de consumo.
UL 1642 / UL 2054
Normas de seguridad estadounidenses para baterías de litio.
Marcado CE
Obligatorio para los productos vendidos en la UE.
ID de batería (Reglamento 2024)
Realiza un seguimiento del ciclo de vida de las baterías y garantiza su correcto reciclaje.
El incumplimiento de estas normas puede impedir que su producto llegue al mercado. Para evitar retrasos costosos, lo mejor es diseñar teniendo en cuenta los requisitos de certificación desde el principio.
Reflexiones finales
¿Quiere profundizar en el tema? La grabación completa del seminario web está disponible aquí
¿Listo para dar el siguiente paso? Envíenos los parámetros del pack de baterías que desea y le ayudaremos a diseñar una solución de baterías personalizada y optimizada para las necesidades de su proyecto.
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