Respuesta corta
Si bien es técnicamente posible ensamblar un paquete con celdas de diferentes marcas, se desaconseja encarecidamente para paquetes de baterías de producción. Las diferencias de capacidad, resistencia interna (IR), comportamiento de envejecimiento y tolerancias de fabricación hacen que los paquetes mixtos sean más propensos a desequilibrios, una menor vida útil y riesgos de seguridad. A continuación, explicamos las razones, cuantificamos los impactos comunes y presentamos las mejores prácticas para fabricantes.
¿Por qué mezclar marcas causa problemas?
Mecanismos en términos sencillos
- Durante la carga: Las celdas de mayor capacidad o menor IR alcanzan voltajes más altos más tarde; es posible que la ecualización BMS no pueda proteger completamente a las celdas más débiles.
- Durante la descarga: las celdas con IR más bajo suministran más corriente y se calientan menos; las celdas con IR más alto se calientan más y pueden ser llevadas a una descarga profunda.
- Con el tiempo: diferentes caminos de envejecimiento (crecimiento de SEI, degradación del cátodo, enchapado de Li) provocan voltajes divergentes y SoH, lo que hace que el equilibrio sea progresivamente más difícil.
Ejemplo cuantitativo (ilustrativo)
| Parámetro | Marca A Cell | Célula B de marca | Impacto al mezclar (paquete 3S) |
|---|---|---|---|
| Capacidad nominal | 3000 mAh | 3100 mAh | Los paquetes se comportan cerca de la celda más débil: capacidad utilizable ~3000 mAh × 3 |
| Resistencia interna (típ.) | 22 mΩ | 29 mΩ | Las células con mayor IR disipan más calor → aumento desigual de la temperatura |
| Ciclo de vida hasta el 80% del SoC | 800 ciclos | 600 ciclos | La vida útil del paquete está limitada por la marca B; la falta de coincidencia reduce la vida útil general |
| Desequilibrio típico después de 200 ciclos | El delta de voltaje entre celdas puede exceder la capacidad de equilibrio del BMS → mayor riesgo de sobrecarga/sobredescarga | ||
Los números anteriores son ilustrativos: los valores reales varían según la química, el lote de fabricación y las condiciones de prueba.
Visual: Cómo la falta de coincidencia afecta el comportamiento del grupo
Esquema: bajo carga, las celdas con menor IR suministran una proporción relativamente mayor de corriente; las celdas con mayor IR se calientan más y envejecen más rápido.
Cuando la mezcla puede ser tolerable (laboratorio o uso temporal)
- Prototipado o pruebas de banco donde el ciclo de vida y la seguridad no son fundamentales y el ingeniero acepta las desventajas.
- Reparaciones de campo temporales cuando no hay celdas idénticas disponibles, pero se reemplazan con celdas compatibles lo antes posible.
- Células cuidadosamente seleccionadas de diferentes marcas que han sido examinadas (mismo Ah, IR dentro de una tolerancia estricta, misma edad del lote); aún así no son ideales para la producción.
Mejores prácticas: lo que hacen los fabricantes (como Huawei New Power)
- Utilice celdas idénticas: mismo modelo, mismo lote de producción y código de fecha siempre que sea posible.
- Selección y clasificación de celdas: clasifique por capacidad, IR y voltaje de circuito abierto con tolerancias estrictas (por ejemplo, ±1–2 % de capacidad, ±5 mV OCV).
- Coincidencia a nivel de módulo: ensambla las celdas en módulos coincidentes y luego combina los módulos en paquetes (es más fácil administrar la varianza).
- BMS robusto: estimación precisa del SOC, equilibrio activo y monitoreo a nivel de celda (voltaje, temperatura).
- Trazabilidad del proveedor: mantener registros de lotes e informes de pruebas (OCV, IR, capacidad) para cada lote de celdas entrante.
- Pruebas de validación: ejecutar pruebas de ciclo, imágenes térmicas y pruebas de abuso a nivel de paquete antes del lanzamiento al campo.
Recomendaciones prácticas para compradores e ingenieros
- Especifique el modelo de celda idéntico y los fabricantes preferidos en la solicitud de presupuesto.
- Exigir al proveedor que proporcione el lote OCV/IR/capacidad CSV para las celdas entrantes.
- Solicite etiquetas de trazabilidad a nivel de paquete (lote → módulo → paquete → S/N).
- Incluir criterios de aceptación para el delta máximo de voltaje de celda y propagación de IR.
- Planifique una política de reemplazo: reemplace el módulo/paquete completo en lugar de celdas individuales en los sistemas en uso.
- Presupuesto para balanceo de hardware y validación de I+D (pruebas térmicas y de ciclos).
Tabla de decisiones rápidas
| Guión | ¿Permitido? | Acción |
|---|---|---|
| Producción en masa, crítica para la seguridad (EV/ESS) | No | Usar celdas idénticas + validación completa |
| Prototipo/prueba de banco | Sí (temporal) | Documentar, limitar ciclos y reemplazar antes de la implementación |
| Reparación de campo de emergencia | Condicional | Utilice celdas protegidas; planifique un reemplazo rápido |
| Células de diferentes marcas pero del mismo lote examinadas | Posible pero arriesgado | Ejecute una validación extendida y una reducción de potencia conservadora |
Criterios de aceptación de muestra (sugeridos)
Cribado de células entrantes (por lote):
• Tolerancia de capacidad: ±2 % (a 0,2 °C)
• Tensión delta en circuito abierto (mismo SoC): ≤ 10 mV
• Diferencial de resistencia interna (DCIR): ≤ 10%
• Defectos visuales/mecánicos: no se permiten.
• Trazabilidad: Lote del fabricante, código de fecha, informe de pruebas
Las tolerancias más estrictas reducen la carga de equilibrado y prolongan la vida útil del paquete, pero incrementan los costos de suministro. Consulte las ventajas y desventajas con su fabricante.
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