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, en paralelo o en una mezcla de ambos para proporcionar el voltaje y la corriente deseados. El término paquete de baterías se utiliza a menudo en referencia a herramientas inalámbricas, juguetes de pasatiempos controlados por radio y vehículos eléctricos a batería .
Los componentes de los paquetes de baterías incluyen las baterías o celdas individuales y las interconexiones que proporcionan conductividad eléctrica entre ellas. [3] Los paquetes de baterías recargables a menudo contienen sensores de voltaje y temperatura, que el cargador de batería 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 generalmente solo se organizan 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. A veces, se utilizan sistemas de gestión de baterías para equilibrar las celdas con el fin de mantener sus voltajes por debajo de un valor máximo durante la carga, de modo que las baterías más débiles se carguen por completo y todo el paquete vuelva a estar en equilibrio. [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] Un paquete bien equilibrado dura más y ofrece un mejor rendimiento. [6] [1]
Para un encapsulado en línea, se seleccionan celdas y se apilan con soldadura entre ellas. Las celdas se presionan entre sí y un pulso de corriente genera calor para soldarlas entre sí y soldar todas las conexiones internas de la celda.
El SOC, o estado de carga, es el equivalente a la cantidad de combustible restante. El SOC no se puede determinar con una simple medición de voltaje, porque el voltaje terminal de una batería puede permanecer prácticamente constante hasta que se descarga 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 de un paquete de baterías típico, y no está relacionado con el estado de carga en la mayoría de los tipos de baterías. La mayoría de los métodos de 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 un paquete de baterías es la facilidad con la que se puede cambiar dentro o fuera de un dispositivo. Esto permite que varios paquetes proporcionen tiempos de funcionamiento más prolongados, lo que libera el dispositivo para un uso continuo mientras se carga el paquete extraído por separado.
Otra ventaja es la flexibilidad de su diseño e implementación, permitiendo el uso de celdas o baterías de alta producción y más baratas para combinarlas en un paquete para casi cualquier aplicación.
Al final de la vida útil del producto, las baterías se pueden extraer y reciclar por separado, lo que reduce el volumen total de residuos peligrosos.
A menudo, los usuarios finales pueden reparar o manipular con mayor facilidad los paquetes que una batería o celda sellada que no se pueda reparar. Si bien algunos pueden 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, como riesgos químicos, eléctricos y de incendio.
Un banco de energía 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 CC-CC interno administra la carga de la batería y convierte el voltaje de la pila de batería al voltaje de salida deseado. La capacidad publicitada 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 salida real es menor que la teórica. [10] [11] Los mAh teóricos de un banco de energía de batería 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 publicitada de 26.800 mAh que se evaluó 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 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 una duración específica, un banco de energía puede apagarse automáticamente. [14]
Algunos bancos de energía pueden suministrar energía de forma inalámbrica , algunos están equipados con una linterna LED para una iluminación casual de 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 simultáneamente . [15] Algunos bancos de energía más grandes tienen conectores de CC (o conectores de barril ) para demandas de mayor energía, como computadoras portátiles .
Las fundas de batería son pequeños bancos de energía que se adhieren a la parte trasera de un teléfono móvil como una funda . La energía puede suministrarse a través de los puertos de carga USB, [16] o de forma inalámbrica . [17] Las fundas de batería también existen en forma de accesorio de agarre de cámara, como fue el caso del Nokia Lumia 1020. [ 18] Para los teléfonos móviles con cubierta trasera extraíble, existen baterías extendidas . Estas son baterías internas más grandes unidas con una cubierta trasera dedicada y más espaciosa que reemplaza la predeterminada. Una desventaja es la incompatibilidad con otras fundas de teléfono mientras están colocadas. [19]
Los estuches de puntas incluían puntas plegables integradas en el propio estuche. [20]
En algunas partes del mundo, existen servicios de alquiler o suscripción de bancos de energía 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. [21] En un caso con una marca llamada FuelRod, se vendió a un precio elevado en varios parques de atracciones con el entendimiento de que obtendrían una ventaja de intercambio gratuito en las ubicaciones participantes. [22] FuelRod decidió descontinuar el intercambio gratuito en 2019 y resultó en una demanda colectiva que llegó a un acuerdo por el cual los primeros usuarios tendrían privilegios de intercambio gratuito. [23]
Según las normas de la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos , no se permiten baterías portátiles en el equipaje facturado en Estados Unidos. Se permiten baterías portátiles de hasta 100 Wh como equipaje de mano y las de entre 101 Wh y 160 Wh con la aprobación de la aerolínea. [24]
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