Los sistemas de propulsión eléctricos impulsados por baterías están ganando importancia en la industria de los coches eléctricos, así como en la de las bicicletas eléctricas (e-bikes). Estos vehículos dependen de packs de baterías que siempre deben ser usados con un circuito electrónico de protección óptimo para prevenir que las celdas tengan sobrecargas o exceso de consumo.
Diseñar el circuito adecuado es vital para asegurar la longevidad de las baterías. Para un pack de baterías de litio de alto voltaje se ha de elaborar un BMS o Battery Management System que supervise el rendimiento de cada celda y asegura que la batería trabajará de forma correcta.
Un BMS es un sistema electrónico que permite el control centralizado de los packs de batería de litio, que son conjuntos de células organizadas en matriz. Asimismo, monitoriza su estado, reportando todos los datos, controlando el entorno y haciendo que trabaje en equilibrio.
Las principales funciones del BMS comprenden:
El rendimiento y longevidad mejorados de la batería, el BMS optimiza la vida útil y la capacidad de la batería, garantizando un funcionamiento eficiente y prolongado.
La segunda función es la mejora de la seguridad y la protección, el BMS evita la sobrecarga y la descarga excesiva, así como monitoriza la temperatura de la batería, priorizando la seguridad.
Mejorar la eficiencia de la batería y la entrega de la energía: el BMS garantiza procesos de carga y descarga óptimos, lo que resulta en una utilización eficiente de la energía y un rendimiento constante.
También se encarga de la supervisión de la batería: estima el estado de carga (SoC) y el estado de salud (SoH) durante la carga y descarga.
Y por último en la lista, asegurar una mejor monitorización en tiempo real del estado de la batería mejorando las capacidades de administración de esta.
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Un sistema de BMS consta de dos componentes:
Ambos componentes se encapsulan en módulos conectados a las células mediante un complejo entramado de cables.
El módulo del circuito de protección de la batería es un componente crítico del BMS.
Consiste en un circuito balanceado junto a circuitos adicionales diseñados para proteger la batería contra sobrecargas, descargas excesivas y altas temperaturas. Estas protecciones son esenciales para garantizar el funcionamiento seguro y confiable de la batería, ya que evitan que la batería funcione fuera de sus límites de seguridad. El módulo de circuito de protección monitoriza constantemente el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería y toma medidas correctivas si alguno de estos parámetros excede los límites de seguridad.
El diseño y construcción de un BMS personalizado requiere conocimientos avanzados en diseño de PCB, ingeniería electrónica y programación. Por ello, es crucial contar con el apoyo de un proveedor experimentado.
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REGNER es un socio confiable y experimentado en soluciones electrónicas. Nuestros ingenieros de I+D, producción y control de calidad pueden desarrollar soluciones de vanguardia ultraligeras, resistentes, y fiables.
Hay varios factores que nuestros ingenieros consideran al probar y seleccionar las células de iones de litio:
Empezando por la capacidad/ energía, que refiere a la cantidad de carga que una celda puede almacenar y entregar a un voltaje dado. Expresada en amperios-hora (Ah) o vatios-hora (Wh). Una mayor energía se traduce en una mayor autonomía para la e-bike.
La tasa de descarga, que es la velocidad a la que una celda puede suministrar corriente a un voltaje dado, medida en amperios (A) o tasa C. Una mayor tasa de descarga proporciona una aceleración más rápida y mejor desempeño en subidas.
En tercer lugar, la densidad de la energía, energía que una celda puede almacenar por unidad de volumen o masa. Medida en vatios-hora por litro (Wh/L) o por kilogramo (Wh/Km). Cuanta más densidad, las baterías pueden ser más ligeras y compactas.
El ciclo de vida, que es el número de ciclos completos de carga y descarga antes de que la capacidad caiga por debajo del 80% de su valor inicial. Un ciclo de vida más largo implica una mayor durabilidad.
Por último nuestros ingenieros prestan especial atención a la seguridad, que hace referencia a la capacidad de una célula para resistir daños, sub causar incendios o explosiones La seguridad depende de la química y estructura de la célula, junto con los mecanismos de protección incorporados.
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Nuestros ingenieros, teniendo todos estos factores en cuenta, someten a las baterías eléctricas a toda una serie de pruebas de calidad para garantizar su seguridad, su rendimiento y la durabilidad, entre las que se incluyen:
En REGNER, somos conscientes de los riesgos asociados con las baterías de iones de litio, como el sobrecalentamiento, los cortocircuitos e incendios. Por ello, en nuestra planta de Aiguaviva hemos implementado medidas de seguridad rigurosas y entrenado adecuadamente a todo el personal.
La producción de BMS para bicicletas eléctricas requiere una ejecución cuidadosa para garantizar un rendimiento, seguridad y durabilidad óptimos. Todo el proceso debe ser fluido y sin incidentes, resultando en la entrega de productos de la más alta calidad.
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