Cómo montar una batería de ión-litio con un módulo BMS: Guía paso a paso

Construir un pack de baterías a medida ofrece tanto a las empresas como a los aficionados al bricolaje la posibilidad de adaptar las soluciones energéticas a sus necesidades específicas, ya sea para vehículos eléctricos, robótica, drones o sistemas de almacenamiento de energía. Para las empresas, garantiza un rendimiento y una longevidad óptimos, algo fundamental en aplicaciones de alta demanda. Para los aficionados al bricolaje, es un proyecto gratificante que permite flexibilidad en el voltaje y la capacidad. En esta guía, le ofrecemos instrucciones paso a paso, consejos y precauciones de seguridad para ayudarle a montar un pack de baterías fiable con un módulo BMS, independientemente de su nivel de experiencia.

Materiales necesarios para el montaje de la batería con BMS

Antes de empezar, reúna todos los materiales necesarios para garantizar un proceso de montaje sin problemas:

1. Pilas (por ejemplo, 18650 de iones de litio)
2. Portapilas (para colocar las pilas de forma segura)
3. Tiras de níquel (para conectar pilas en serie o en paralelo)
4. Barra de aislamiento (para evitar cortocircuitos entre componentes)
5. Módulo del sistema de gestión de baterías (BMS ) (para supervisar y gestionar el paquete de baterías)
6. Almohadilla térmica o lámina aislante (para aislar y gestionar el calor)
7. Almohadilla aislante (para proporcionar una capa adicional de protección)
8. Alambre fino (para cables de equilibrado o conexiones de corriente más pequeñas)
9. Tubo termorretráctil (para aislar y proteger cables y conexiones)
10. Cables de alimentación más gruesos (rojo y negro, para las conexiones positivas y negativas principales)
11. Cables de equilibrio (para conexiones de celdas individuales al BMS)
12. Cable de equilibrio (conjunto de cables que conectan el BMS para controlar los voltajes de las células)
13. Cinta resistente al calor (como la cinta Kapton, para aislar y proteger del calor las zonas sensibles)
14. Envoltura retráctil (para cubrir todo el pack de baterías para un aislamiento y protección básicos)
15. Funda rígida o blanda (opcional, para mayor durabilidad y protección)

Precauciones de seguridad

La seguridad debe ser su máxima prioridad cuando trabaje con elementos de baterías.

• Llevar ropa protectora: Llevar siempre guantes aislantes y gafas de seguridad.
• Evite los cortocircuitos: Asegúrese de que todos los componentes están correctamente aislados. Mantenga los materiales conductores alejados del espacio de trabajo.
• Técnicas de soldadura adecuadas: Nunca suelde directamente sobre la célula de la pila. En su lugar, soldar en tiras de níquel o terminales designados.
• Siga las instrucciones del fabricante: Preste mucha atención a las especificaciones y directrices proporcionadas con las celdas de la batería y el módulo BMS.

Guía de montaje paso a paso

Paso 1: Determine la configuración de su batería

El rendimiento de tu batería depende en gran medida del tipo de celdas que utilices. Si no estás seguro de qué pilas de litio son las mejores para tu proyecto, consulta nuestra guía sobre cómo elegir las pilas de litio adecuadas para tomar una decisión informada.

Células en serie (S): Aumenta la tensión. Por ejemplo, conectar 4 células en serie (4S) multiplica el voltaje de la célula por 4.

• Células en paralelo (P): Aumenta la capacidad (mAh). Al conectar las pilas en paralelo se mantiene el mismo voltaje, pero aumenta la capacidad total.

Ejemplo: Una configuración 4S2P significa 4 células en serie y 2 células en paralelo, con un total de 8 células.

Paso 2: Preparar las celdas de la batería

• Inspeccione cada célula: Compruebe si hay daños o defectos.
• Disponga las celdas: Disponga las celdas según la configuración que desee.
• Marque la polaridad: Marque claramente los terminales positivo (+) y negativo (-) si no están ya marcados.

Más información sobre cómo elegir las pilas de litio adecuadas en este artículo: https://www.danenergy.com/blog-posts/choosing-right-lithium-battery-cells-essential-tips-enhanced-performance

Paso 3: Conectar las células con tiras de níquel

Cuando se conectan celdas de batería, las tiras de níquel suelen ser la mejor opción debido a su baja resistencia y fiabilidad para la soldadura por puntos. Para saber por qué se prefieren las tiras de níquel a otros materiales, lea nuestro artículo sobre cómo elegir los materiales de soldadura adecuados.

• Soldadura por puntos: Utilice un soldador por puntos para fijar las tiras de níquel a los terminales de la batería.Algunos textos
  • Positivo a negativo: Conecte las células en serie soldando el terminal positivo de una célula al terminal negativo de la siguiente.
  • Conexiones en paralelo: Conecte las células en paralelo soldando los mismos terminales.

⚠️ Advertencia: Asegúrese de que las tiras de níquel no toquen terminales no previstos, lo que podría provocar un cortocircuito.

Paso 4: Instalar el módulo BMS

El BMS desempeña un papel fundamental en la gestión y protección de la batería. Sin embargo, si no estás seguro de si necesitas un BMS completo o si te bastaría con un PCM (módulo de circuito de protección) más sencillo, puedes obtener más información en el artículo sobre las diferencias entre BMS y PCM.

Identificar las conexiones BMS:

• Terminales B+ y B-: Estas son las principales conexiones positivas y negativas de la batería.
• Cables de equilibrio: Generalmente etiquetados B1, B2, B3, etc., correspondientes a cada célula o grupo paralelo.

Conexión del BMS:

1. Conexiones principales:algunos textos
   • Terminal B-: Conectar al borne principal negativo (-) de la batería.
   • Terminal B+: A menudo ya está conectado internamente; compruebe las especificaciones de su BMS.
2. Cables de equilibrio:algunos textos
   • B1 (o B0): Conectar al punto más negativo (borne negativo de la primera célula).
   • B2, B3, ...: Conectar secuencialmente a los terminales positivos de cada célula en serie.

🔍 Consejo: Utilice un multímetro para verificar el voltaje entre cada punto de conexión y asegurarse de que el cableado es correcto.

Paso 5: Asegure todas las conexiones

• Soldadura: Suelde cuidadosamente los cables a las tiras de níquel o a los puntos de soldadura designados.
• Aislamiento: Utilice tubo termorretráctil sobre todas las conexiones expuestas.
• Gestión de cables: Organice los cables ordenadamente para evitar que se crucen o se enreden.

Después de soldar y aislar con tubo termorretráctil, utilice cinta resistente al calor(cinta kapton) para envolver cualquier zona expuesta o sensible, como las conexiones cerca del módulo BMS o las tiras de níquel. La cinta kapton ofrece una excelente resistencia térmica y evita cortocircuitos, especialmente en zonas de alta temperatura como cerca del BMS y los terminales de la batería.

Paso 6: Probar la batería

1. Comprobación de tensión:
   • Utilice un multímetro para medir la tensión total de la batería.
   • Verifique que los voltajes individuales de las celdas estén dentro del rango especificado por el fabricante.
2. Funcionalidad BMS:
   • Prueba de carga: Comience a cargar el pack de baterías y monitorice el funcionamiento del BMS.
   • Prueba de descarga: Conecte una carga a la batería y observe el proceso de descarga.
   • Prueba de equilibrio: Asegúrese de que el BMS equilibra los voltajes de las células durante la carga.

⚠️ Precaución: Controle la temperatura de las células durante la prueba para evitar el sobrecalentamiento

Paso 7: Montaje final

• Montaje: Fije el pack de baterías en una carcasa o caja protectora.
• Ventilación: Asegure un flujo de aire adecuado para disipar el calor.
• Etiquetado: Marque la batería con información importante como el voltaje, la capacidad y las advertencias de seguridad.

Paso 8: Aplicar el film retráctil

Después de asegurarte de que todas las conexiones son seguras y están aisladas:

• Cubra la batería: Coloque el paquete de baterías ensamblado dentro del tubo termorretráctil adecuado.
• Aplicación de calor: Utilice una pistola de calor o un mechero para encoger el tubo alrededor de la batería. Esto ayudará a fijar las celdas entre sí y proporcionará una capa exterior protectora.

🔍 Consejo: Asegúrese de que no hay cables expuestos después de encoger la envoltura para evitar cortocircuitos accidentales.

Paso 9: Instale la batería en una funda rígida o blanda (opcional)

Para una mayor protección, especialmente en entornos en los que la batería puede sufrir impactos físicos o vibraciones:

• Colócalo en un estuche rígido o blando: Instala la batería retractilada en un estuche rígido o en un estuche blando de protección, en función de tus necesidades específicas.
• Asegure la carcasa: Asegúrese de que la carcasa está bien ventilada para que se disipe el calor, especialmente si la batería se utiliza durante periodos prolongados.
• Montaje del estuche: Si es necesario, monte el estuche de la batería en su ubicación definitiva, asegurándose de que esté bien sujeto para evitar que se mueva durante el uso.

💡 Nota: El uso de una carcasa rígida es especialmente importante para proyectos portátiles o entornos de alto impacto como vehículos eléctricos o aplicaciones al aire libre.

Paso 10: Pruebas finales y comprobación de seguridad

Una vez colocado el envoltorio retráctil o la funda protectora:

• Prueba de nuevo: Utiliza un multímetro para volver a comprobar todas las conexiones y el voltaje general del pack.
• Comprobación de funcionamiento: Cargue y descargue la batería para asegurarse de que todo funciona como se espera.
• Controle el calor: Asegúrese de que la carcasa o el plástico retráctil no obstruyan la disipación del calor. Controle la temperatura de las células durante el uso para evitar el sobrecalentamiento.

Consejos finales y próximos pasos

Si sigue cuidadosamente estos pasos y da prioridad a la seguridad, podrá montar con éxito un pack de baterías personalizado con un módulo BMS adaptado a sus necesidades. 

En Dan-Tech Energy, nos centramos en crear paquetes de baterías que satisfagan las necesidades exactas de su proyecto. Nuestro enfoque implica una estrecha colaboración con usted para desarrollar y prototipar diseños que garanticen que su sistema de baterías sea eficiente y fiable, adaptado a sus requisitos específicos.

¿Listo para empezar? Envíenos las especificaciones de su pack de baterías a través de Toolbox y trabajaremos con usted para desarrollar un pack de baterías personalizado con BMS que se ajuste exactamente a sus necesidades.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

Q1: ¿Por qué es necesario un módulo BMS?

R: Un BMS controla y equilibra las celdas de una batería, evitando la sobrecarga, la sobredescarga y el sobrecalentamiento, que pueden dañar las celdas o poner en peligro la seguridad.

Q2: ¿Puedo utilizar distintos tipos de pilas en un mismo pack?

R: No, se recomienda encarecidamente utilizar pilas idénticas en la misma batería. Siempre debe utilizar pilas del mismo fabricante, con las mismas especificaciones y código de fecha. De este modo se garantiza un rendimiento y una seguridad constantes, ya que unas celdas distintas pueden provocar desequilibrios en los índices de carga y descarga y en la vida útil, lo que puede poner en peligro la fiabilidad de la batería.

Q3: ¿Qué ocurre si una de las células es defectuosa?

R: Sustituya cualquier célula defectuosa antes del montaje. El uso de un elemento defectuoso puede comprometer el rendimiento y la seguridad de todo el pack de baterías.

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Descargo de responsabilidad:‍

Este artículo sólo tiene fines informativos. El seguimiento de las instrucciones proporcionadas se realiza bajo su propia responsabilidad. Recomendamos encarecidamente consultar o utilizar los servicios de un ensamblador o diseñador de baterías experimentado para garantizar la seguridad y el montaje correcto. Dan-Tech Energy no se hace responsable de ningún daño, lesión o problema derivado del uso de esta guía. Siga siempre las directrices de seguridad y las recomendaciones del fabricante cuando trabaje con celdas de batería y componentes electrónicos.

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