Un paquete de baterías es un conjunto de cualquier número de baterías (preferiblemente) idénticas o celdas de batería individuales . [1] [2] Pueden configurarse en serie, paralelo o una combinación de ambos para entregar el voltaje y la corriente deseados. El término paquete de baterías se utiliza a menudo en referencia a herramientas inalámbricas, juguetes de hobby controlados por radio y vehículos eléctricos de batería .
Los componentes de los paquetes de baterías incluyen baterías o celdas individuales y las interconexiones que proporcionan conductividad eléctrica entre ellas. [3] Los paquetes de baterías recargables suelen contener sensores de voltaje y temperatura, que el cargador de baterías utiliza para detectar el final de la carga. [4] Las interconexiones también se encuentran en las baterías, ya que son la parte que conecta cada celda, aunque las baterías suelen estar dispuestas únicamente en cadenas en serie.
Cuando un paquete contiene grupos de celdas en paralelo, existen diferentes configuraciones de cableado que tienen en cuenta el equilibrio eléctrico del circuito. Los sistemas de gestión de baterías se utilizan a veces para equilibrar las celdas con el fin de mantener sus voltajes por debajo de un valor máximo durante la carga para permitir que las baterías más débiles se carguen por completo, devolviendo el equilibrio a todo el paquete. [5] El equilibrio activo también se puede realizar mediante dispositivos equilibradores de baterías que pueden transferir energía de las celdas fuertes a las más débiles en tiempo real para lograr un mejor equilibrio. [5] Una mochila bien equilibrada dura más y ofrece un mejor rendimiento. [6] [1]
Para un paquete en línea, las celdas se seleccionan y se apilan con soldadura entre ellas. Las celdas se presionan entre sí y un pulso de corriente genera calor para soldarlas y soldar todas las conexiones internas de la celda.
SOC, o estado de carga, es el equivalente a la cantidad de combustible restante. El SOC no se puede determinar mediante una simple medición de voltaje, porque el voltaje terminal de una batería puede permanecer sustancialmente constante hasta que se descargue por completo. En algunos tipos de baterías, la gravedad específica del electrolito puede estar relacionada con el estado de carga, pero esto no se puede medir en las celdas típicas de un paquete de baterías y no está relacionado con el estado de carga en la mayoría de los tipos de baterías. La mayoría de los métodos SOC tienen en cuenta el voltaje y la corriente, así como la temperatura y otros aspectos del proceso de descarga y carga para, en esencia, contar hacia arriba o hacia abajo dentro de una capacidad predefinida de un paquete. [7] [8] Los sistemas de estimación del estado de carga más complejos tienen en cuenta el efecto Peukert que relaciona la capacidad de la batería con la tasa de descarga. [9]
Una ventaja de una batería es la facilidad con la que se puede cambiar dentro o fuera de un dispositivo. Esto permite que varios paquetes ofrezcan tiempos de ejecución extendidos, liberando el dispositivo para un uso continuo mientras se carga el paquete retirado por separado.
Otra ventaja es la flexibilidad de su diseño e implementación, lo que permite combinar en un paquete celdas o baterías más económicas de alta producción para casi cualquier aplicación.
Al final de la vida útil del producto, las baterías se pueden retirar y reciclar por separado, lo que reduce el volumen total de residuos peligrosos.
Los paquetes suelen ser más sencillos de reparar o manipular para los usuarios finales que una batería o celda sellada que no se puede reparar. Aunque algunos podrían considerar esto una ventaja, es importante tomar precauciones de seguridad al realizar el mantenimiento de un paquete de baterías, ya que representan un peligro potencial químico, eléctrico y de incendio.
Un power bank o banco de baterías es un dispositivo portátil que almacena energía en su batería. Los bancos de energía se fabrican en varios tamaños y generalmente se basan en baterías de iones de litio. Un banco de energía contiene celdas de batería y un circuito convertidor de voltaje. El convertidor interno CC-CC gestiona la carga de la batería y convierte el voltaje de la batería al voltaje de salida deseado. La capacidad anunciada en el producto en muchos casos se basa en la capacidad de las celdas internas; sin embargo, los mAh teóricos disponibles para la salida dependen del voltaje de salida. El circuito de conversión tiene algunas pérdidas de energía, por lo que la producción real es menor que la teórica. [10] [11] Los mAh teóricos de una batería externa de 3,7 V con salida de 5 V son el 74% de la clasificación de mAh de la batería. El RavPower RP-PB41 con una capacidad anunciada de 26.800 mAh que fue evaluado en la revista tiene una capacidad teórica de 19.832 mAh, aunque la capacidad entregada fue de 15.682 mAh, el 78% del valor teórico. Los autores atribuyeron la diferencia a la resistencia interna en la batería y a las pérdidas del convertidor. [11] La placa de circuito puede contener características adicionales como protección contra sobredescarga, apagado automático y LED de indicación del nivel de carga. [12] [13] Los bancos de energía pueden detectar una conexión y encenderse automáticamente. Si la carga actual está por debajo de un umbral específico del modelo durante un período específico, un banco de energía puede apagarse automáticamente. [14]
Algunos bancos de energía pueden entregar energía de forma inalámbrica , algunos están equipados con una linterna LED para iluminación informal a corta distancia cuando sea necesario, y algunos tienen una función de carga de paso que permite proporcionar energía a través de sus puertos USB mientras se cargan ellos mismos simultáneamente . [15] Algunos bancos de energía más grandes tienen conectores de CC (o conectores de barril ) para mayores demandas de energía, como las computadoras portátiles .
Los estuches para baterías son pequeños bancos de energía conectados a la parte posterior de un teléfono móvil como si fueran un estuche . La energía puede entregarse a través de los puertos de carga USB, [16] o de forma inalámbrica . [17] También existen fundas para baterías en forma de accesorio de agarre para cámara, como en el caso del Nokia Lumia 1020 . [18] Para los teléfonos móviles con tapa trasera extraíble, existen baterías extendidas . Se trata de baterías internas más grandes conectadas con una cubierta trasera dedicada y más espaciosa que reemplaza a la predeterminada. Una desventaja es la incompatibilidad con otras fundas de teléfono mientras están colocadas. [19]
En algunas partes del mundo, existen servicios de suscripción o alquiler de bancos de energía basados en quioscos. Los clientes pagan por el uso del banco de energía durante un período de tiempo específico y devuelven el banco de energía agotado al quiosco. [20] En un caso con una marca llamada FuelRod, se vendió a un precio elevado en varios parques de diversiones con el entendimiento de que obtenían el beneficio de un intercambio gratuito en los lugares participantes. [21] FuelRod decidió suspender el libre intercambio en 2019 y dio lugar a una demanda colectiva que llegó a un acuerdo según el cual los primeros usuarios tendrían privilegios de libre intercambio. [22]
Según las regulaciones de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. , los bancos de energía en los Estados Unidos no están permitidos en el equipaje facturado. Se permiten baterías portátiles de hasta 100 Wh como equipaje de mano y aquellas de 101 Wh a 160 Wh se permiten con la aprobación de la aerolínea. [23]
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