La batería 18650, un elemento básico en el mundo de las celdas recargables de iones de litio, se ha convertido en sinónimo de fiabilidad y eficiencia en la energía portátil. Con un diámetro típico de 18 mm y una longitud de 65 mm, estas celdas cilíndricas son reconocidas por su equilibrio entre densidad energética, durabilidad y estabilidad. Su uso está muy extendido en todo tipo de dispositivos, desde portátiles y herramientas eléctricas hasta vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.
Conceptos básicos de la construcción de paquetes de baterías
Contrariamente a la creencia popular, una sola celda 18650 no suele ser suficiente para la mayoría de las aplicaciones de alta potencia. En su lugar, se requiere una combinación de varias celdas para formar una batería cohesiva y potente. Esta necesidad surge de la necesidad de cumplir con requisitos específicos de voltaje y capacidad que las celdas individuales no pueden satisfacer. El arte de construir baterías reside en la disposición estratégica de estas celdas en configuraciones en serie y en paralelo. Una conexión en serie aumenta el voltaje para alcanzar el nivel deseado, mientras que una conexión en paralelo incrementa la capacidad total (Ah) de la batería.
Voltaje y capacidad en baterías 18650
Un estándarCelda 18650Normalmente funciona a un voltaje nominal de 3,6 o 3,7 voltios, alcanzando hasta 4,2 voltios con carga completa. Sin embargo, el voltaje es solo un factor. La capacidad de estas celdas, expresada en miliamperios-hora (mAh), varía considerablemente. Las baterías 18650 convencionales ofrecen capacidades que van desde los 1800 mAh hasta los 2600 mAh, y algunas celdas de gama alta incluso alcanzan los 3500 mAh o 4000 mAh. Esta variación es crucial para determinar cuántas celdas se necesitan en una batería específica.
Cálculo de paquetes de baterías: un ejemplo de 48 V 12 Ah
Diseñar un paquete de baterías como una unidad de 48 V 12 Ah requiere un cálculo meticuloso para garantizar la combinación correcta de celdas. Este proceso es crucial para satisfacer las necesidades energéticas específicas de la aplicación. Analicemos los cálculos:
Cálculo de conexiones en serie (voltaje):
El voltaje total del paquete de baterías se divide entre el voltaje nominal de una celda para determinar el número de celdas necesarias en serie. Para un paquete de baterías de 48 V con celdas con un voltaje nominal de 3,7 V, el cálculo es el siguiente:
Voltaje total del paquete de baterías (48 V) ÷ Voltaje nominal de una celda (3,7 V) = Número de celdas en serie (S)
Recuento en serie: 48 V ÷ 3,7 V ≈ 13 celdas en serie (13S)
Cálculo de conexiones en paralelo (capacidad):
La capacidad total deseada para la batería se divide entre la capacidad de una celda para calcular el conteo en paralelo. Para una batería de 12 Ah con celdas de 2000 mAh (o 2 Ah), el cálculo es el siguiente:
Capacidad total del paquete de baterías (12 AH) ÷ Capacidad de una celda (2 AH) = Número de celdas en paralelo (P)
Recuento en paralelo: 12AH ÷ 2AH = 6 celdas en paralelo (6P)
Por lo tanto, para un paquete de baterías de 48 V 12 Ah que utiliza celdas de 2000 mAh, el número total de celdas necesarias es:
Recuento total de células: 13 células en serie (S) × 6 células en paralelo (P) = 78 células
Personalización y adaptabilidad
La personalización de paquetes de baterías ofrece la flexibilidad de adaptar las soluciones energéticas a requisitos específicos. Al ajustar el número de baterías en serie y en paralelo, es posible crear paquetes de baterías con diferentes voltajes y capacidades, adecuados para diferentes aplicaciones. Esta versatilidad es especialmente beneficiosa en campos donde los tamaños y capacidades de batería estándar pueden no ser suficientes. Por lo tanto, los paquetes de baterías personalizados pueden diseñarse para adaptarse a espacios reducidos o para proporcionar autonomías prolongadas, según las necesidades.
Comprender las complejidades de la configuración de las baterías 18650 es esencial para cualquier persona involucrada en el diseño y la utilización de soluciones de baterías personalizadas. Gracias a la capacidad de calcular y personalizar las baterías con precisión, los diseñadores e ingenieros pueden crear soluciones de energía que satisfagan requisitos específicos, allanando el camino hacia la innovación y la eficiencia en la energía portátil.
Hora de publicación: 25 de enero de 2024
