Por qué la clasificación y combinación de celdas es fundamental al construir paquetes de baterías
Este artículo explica la importancia de la clasificación y combinación de celdas en la fabricación de paquetes de baterías de litio, incluidos objetivos, métodos de prueba, consideraciones de ingeniería y pautas de control de calidad.
Categoría: Fabricación e ingeniería • Autor: Huawen New Power
Introducción
Al construir un paquete de baterías de litio, se conectan varias celdas individuales en serie o en paralelo para alcanzar el voltaje y la capacidad requeridos. Pequeñas diferencias entre celdas individuales pueden afectar significativamente el rendimiento del paquete completo, lo que provoca desequilibrios, envejecimiento acelerado y riesgos de seguridad. Por lo tanto, clasificar y combinar las celdas antes del ensamblaje es esencial para garantizar la fiabilidad y la longevidad.
Objetivos principales de la clasificación y el emparejamiento
- Asegúrese de que la capacidad y la resistencia interna sean consistentes entre las celdas en cada grupo en serie/paralelo
- Reducir la desviación de voltaje y temperatura durante el funcionamiento
- Prolonga la vida útil de la batería y mantiene un rendimiento estable
- Mejorar la eficiencia del BMS y la capacidad de equilibrio
- Reducir las tasas de fallos y el riesgo posventa
Parámetros clave para la ordenación y la coincidencia
| Parámetro | Significado | Tolerancia típica |
|---|---|---|
| Capacidad (mAh) | Determina la energía utilizable | ±1% – ±3% |
| Voltaje de circuito abierto (OCV) | Indica la condición y uniformidad del SOC. | ±5 mV – ±20 mV |
| Resistencia interna (DCIR) | Afecta el intercambio de corriente y la generación de calor. | ±1% – ±5% |
| Autodescarga/fuga | Afecta la estabilidad a largo plazo | Por debajo del límite de especificación |
Proceso típico de clasificación y emparejamiento de células
- Inspección inicial: Retire las celdas dañadas o defectuosas
- Activación/preciclado (opcional): Normalizar el estado de la célula
- Medición de OCV: Grupo basado en rangos de voltaje
- Prueba o estimación de capacidad: Prueba de descarga o medición rápida
- Medición de resistencia interna (DCIR): Prueba de cuatro cables o analizador de impedancia
- Emparejamiento final: Seleccionar células con diferencias mínimas de tolerancia
Equipo de prueba recomendado
Analizador de baterías/gabinete de pruebas
Se utiliza para ciclos de carga y descarga y medición de capacidad.
Probador DCIR
Medición rápida de resistencia interna para clasificación de producción.
Máquina clasificadora automática
Integra OCV, DCIR, estimación de capacidad y agrupación.
Cámara de temperatura
Mejora la precisión bajo temperatura controlada.
Consideraciones de ingeniería
- Los límites de clasificación deben coincidir con la capacidad de equilibrio del BMS
- Las celdas paralelas deben provenir del mismo lote de producción.
- El diseño debe permitir tomas de prueba y etiquetas de trazabilidad
- Las aplicaciones médicas/ESS/UPS deben cumplir estándares estrictos
Consecuencias de omitir la clasificación
- Distribución desigual de la corriente en grupos paralelos → sobrecalentamiento
- Sobrecarga/descarga excesiva en grupos en serie → riesgo de seguridad
- Envejecimiento prematuro y reducción de la capacidad de retención
- Mayor probabilidad de fuga térmica
Conclusión
La clasificación y compatibilidad de celdas es fundamental para la fabricación de paquetes de baterías de litio seguros y de alto rendimiento. Mediante procedimientos de prueba y reglas de compatibilidad adecuados, las empresas pueden mejorar la fiabilidad del producto, prolongar la vida útil y evitar fallos costosos. Huawen New Power ofrece personalización a nivel de ingeniería y soporte para el montaje de baterías en aplicaciones industriales.
