Índice
- 1. Por qué las pruebas de laboratorio son esenciales para la seguridad de las baterías
- 2. Pruebas estandarizadas: normas y requisitos regulatorios
- 3. Datos reales: pruebas centralizadas de baterías
- 4. Detrás de los Datos: Optimización de Estructura y Materiales
- 5. La importancia de un sistema de pruebas
- 6. Conclusión
En una época en la que la electromovilidad y el almacenamiento de energía avanzan en paralelo, son Baterías de litio se han convertido en el núcleo de la conversión de energía. Ya sea como baterías de tracción para vehículos o como sistemas de almacenamiento para Autocaravanas, Botes y Sistemas solares – asumen la doble responsabilidad derivada de una alta densidad energética y de la estabilidad a largo plazo. Para que estas baterías funcionen de forma segura y fiable a largo plazo en entornos complejos, son Pruebas de laboratorio imprescindible.
1. Por qué los sistemas de baterías requieren una estricta verificación de laboratorio
Baterías de litio parecen externamente estables, pero internamente entrañan varios riesgos potenciales. Cada celda está compuesta por material de cátodo y ánodo, electrolito y separador – las desviaciones en cualquiera de las partes alteran el equilibrio químico y pueden conducir a embalamiento térmico, formación de gas e incluso provocar incendio o explosión.
Sobrecarga y descarga profunda: A una tensión de carga por encima del valor límite de diseño, el electrolito se descompone y genera gases; una descarga profunda puede provocar disolución de cobre en los electrodos y aumentar el riesgo de cortocircuito.
Cortocircuito Interno: Las grietas del separador, la perforación por cuerpos extraños o la hinchazón de la celda pueden poner en contacto directo el polo positivo y el polo negativo.
Acumulación de calor: Con una gestión térmica insuficiente, la temperatura de la celda aumenta, las reacciones secundarias se aceleran, el calor se acumula y se crea un círculo vicioso.
Factores Externos: La vibración, los golpes, la compresión, la humedad o las altas temperaturas pueden provocar fallos durante el funcionamiento en campo.
Estos riesgos suelen ser invisibles en el día a día. Mediante Pruebas de laboratorio sin embargo, pueden simularse y detectarse a tiempo, de modo que se realicen ajustes de diseño y la verificación de seguridad antes de que los productos lleguen al mercado.
2. Pruebas estandarizadas: normas internacionales & requisitos regulatorios
Las pruebas de baterías siguen un conjunto de normas y reglamentos internacionales – garantizan que los productos funcionen de forma segura durante el transporte y en uso:
UN 38.3: Norma de la ONU para el transporte de mercancías peligrosas – ocho pruebas ambientales y mecánicas para Baterías de litio.
IEC 62133: Norma de seguridad para baterías recargables – verificación de que, tanto en condiciones de uso normal como de uso indebido, no se produzcan ignición ni fugas.
IEC 62619: Garantiza que las baterías funcionen de forma segura y fiable durante todo su ciclo de vida en casos de uso y de uso indebido previsibles.
CE/ROHS/REACH: Conformidad de la UE en materia de seguridad de materiales, diseño y medioambiental.
Eso Lithink-Labor realiza controles de calidad internos conforme a estándares internacionales y, en la fase de producto final, realiza, entre otras, pruebas de caída de embalaje y transporte (caída libre de 1 m), para que cada batería llegue al usuario de forma segura e intacta.
3. Datos reales: pruebas centralizadas de baterías
Prueba de vibración (Prueba de vibración)
Rango de frecuencia: 7–200 Hz
Aceleración: 1,5 g (sinusoidal) o 3 g (aleatorio)
Ejes: X, Y, Z cada 3 h
Resultado: Tensión estable, carcasa sin grietas, conexiones estables
Prueba de Choque (Choque Mecánico)
Aceleración: 150 g
Duración del pulso: 6 ms
Alcance: Tres ejes, seis direcciones, un total de 18 impactos
Resultado: Sin desplazamiento de celdas, sin fugas, sin aumento anómalo de temperatura
Prueba de caída (Prueba de caída)
Altura: 1 m
Direcciones: Seis caras de caída libre
Repeticiones: 10
Resultado: Carcasa intacta, bornes de conexión firmes, funcionamiento normal, sin daños estructurales
Prueba de Aplastamiento y Penetración por Clavo (Aplastamiento y Penetración por Clavo)
Condiciones de prensado: 13 kN hasta 30 % de deformación de la carcasa
Prueba de uñas: pasador de acero de 3 mm a 25 mm/s a través de la celda
Resultado: Sin fuego, sin explosión, aumento de temperatura dentro del rango seguro, la válvula de seguridad libera presión correctamente
Prueba de Cortocircuito (Prueba de Cortocircuito)
Resistencia Externa: ≤ 50 mΩ
Temperatura de prueba: 25 °C
Duración: hasta que la tensión sea < 1 V
Resultado: El circuito de protección desconecta automáticamente, temperatura de la superficie < 50 °C, sin fugas/hinchazón
Prueba de ciclo de carga/descarga (Ciclo de carga y descarga)
Condiciones del ciclo: 1C carga / 1C descarga
Número de ciclos: 4000
Temperatura estándar: 25 °C
Resultado: Retención de capacidad > 80 %, aumento de la resistencia interna < 10 %, BMS-Funciones de protección estables
Clima constante (Cámara de Temperatura y Humedad)
Rango de temperatura: −20 °C a 60 °C
Rango de humedad: 45–95 % h. r.
Duración: 240 h
Resultado: Carcasa sin corrosión, etiqueta intacta, rendimiento eléctrico sin degradación
Niebla salina (rociado salino)
Concentración de NaCl: 5 %
Temperatura: 35 °C
Duración: 48 h
Resultado: Abrazaderas metálicas sin óxido, recubrimiento intacto, valores de aislamiento estables
Simulación de Transporte (Simulación de Transporte)
Estándares: UN 38.3 / ISTA 3A
Contenidos: Vibración aleatoria, caída, cambios de presión y de temperatura
Duración: Ciclo combinado de 8 h
Resultado: Estructura intacta, voltaje estable, embalaje sin deformación/rotura
Abuso Térmico (Abuso Térmico)
Tasa de calentamiento: 5 °C/min
Temperatura objetivo: 130 °C
Tiempo de retención: 10 min
Resultado: La válvula de seguridad se abre con normalidad, sin fuego/explosión, funcionamiento normal tras el enfriamiento
4. Detrás de los datos: Diseño estructural & mejoras de materiales
El valor de los datos de laboratorio no reside solo en aprobar o reprobar, sino en la retroalimentación y la optimización. Cada curva de temperatura, cada respuesta a cortocircuito y cada prueba de caída se traduce en mejoras concretas en el diseño.
Distribución irregular de la temperatura: Ajustar las trayectorias de conducción térmica o añadir capas de aislamiento.
Disparo por sobrecorriente temporizado en BMS: Optimizar las rutas de medición o bien ajustar la especificación del MOSFET.
Aflojamiento del módulo en la prueba de vibración: Revisar la estructura portante, las uniones atornilladas y los métodos de aseguramiento.
Mediante ciclos continuos de prueba y mejora, un producto evoluciona de «funciona» a «funciona de forma estable» hasta llegar a «fiable a largo plazo». Este bucle de validación es el corazón del Laboratorio Lithink-Systems – cada desviación de datos es el punto de partida para la siguiente mejora de la fiabilidad.
5. La importancia de un sistema de pruebas integral
La seguridad de las baterías no es un objetivo de diseño único, sino el resultado de un sistema de verificación completo. Desde la selección de materiales hasta la entrega, las hipótesis deben Pruebas de laboratorio se documentan, se detectan debilidades y se optimizan estructuras. El laboratorio no solo es un centro de desarrollo, sino también un garante de seguridad. Aquí se realizan:
Celdas cargadas/descargadas de forma cíclica: para la verificación de la vida útil en ciclos.
BMS sometido a temperaturas extremas: para garantizar los mecanismos de protección.
Carcasas & soportes vibrados/sometidos a choques: para demostrar la robustez mecánica.
Solo estas pruebas sistemáticas garantizan que cada batería supere la prueba práctica antes de llegar al mercado.
6. Conclusión
Del laboratorio a la autocaravana, del banco de pruebas al usuario – la seguridad es un camino de verificación constante. Pruebas de laboratorio no solo sirven para demostrar la conformidad, sino que aportan transparencia, trazabilidad y una mejora continua de la seguridad de cada batería. El objetivo de las pruebas no es superarlas – sino generar confianza.
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