Cómo armar una batería LiFePO4 DIY a partir de celdas
Tabla de contenido
En esta ocasión, vamos a sumergirnos en el mundo de la tecnología de baterías para presentarles una guía para armar tu propia batería LiFePO4 utilizando celdas prismáticas, una BMS (Sistema de Gestión de Baterías) y algunos materiales adicionales que seguramente ya tienen al alcance.
Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) se han convertido en la elección preferida por los aficionados y expertos por igual, debido a su excepcional durabilidad, alto rendimiento y, lo que es aún más importante, su seguridad superior en comparación con otras tecnologías de baterías de litio. Si estás pensando en un proyecto que requiera una fuente de energía confiable y eficiente, como un sistema de almacenamiento de energía solar, un vehículo eléctrico casero o simplemente deseas comprender mejor cómo funcionan las baterías, esta guía es para ti.
Los materiales necesarios son sorprendentemente accesibles y, al seguir nuestras instrucciones detalladas, estarás en camino hacia la creación de tu propia fuente de energía confiable y sostenible. A lo largo de esta guía, cubriremos desde la selección de las celdas adecuadas y el diseño de la batería, hasta la instalación del BMS y las mejores prácticas de seguridad.
Te invitamos a acompañarnos en esta emocionante travesía tecnológica, donde no solo aprenderás a armar tu batería LiFePO4, sino que también comprenderás los fundamentos detrás de esta tecnología revolucionaria. Estamos seguros de que al final de esta guía, te sentirás capacitado y entusiasmado para emprender tu propio proyecto de batería.
¡Así que prepárate para explorar el apasionante mundo de las baterías LiFePO4 y comencemos con el primer paso hacia la creación de tu fuente de energía personalizada y respetuosa con el medio ambiente!
ADVERTENCIA (Descargo de Responsabilidad – Disclaimer)
Las células LiFePO4 no constituyen un producto final de forma independiente. Las mismas requieren una serie de componentes y un montaje adecuado para garantizar su correcto funcionamiento y la seguridad de su uso. Por lo tanto, es esencial prestar atención a las recomendaciones de seguridad.
Aunque la mayoría de las personas que se embarcan en estos proyectos suelen tener cierta experiencia o son profesionales en campos relacionados con la electricidad, es importante recordar que la electricidad puede ser peligrosa si se manipula sin las precauciones y medidas de seguridad adecuadas.
En este sitio web, trabajamos tanto con corriente alterna (CA) como con corriente continua (CC), esta última, a voltajes elevados, puede ser aún más peligrosa que la corriente alterna.
En el caso de un contacto involuntario con corriente alterna, generalmente es posible retirar la mano rápidamente, pero con la corriente continua, es fácil quedarse pegado.
Si no estás familiarizado con los riesgos asociados a la electricidad, te recomendamos encarecidamente que aprendas sobre su manipulación antes de emprender cualquier proyecto.
¡La ignorancia y la imprudencia pueden tener consecuencias graves!
Por otro lado, es importante tener en cuenta que las baterías contienen sustancias químicas en su interior y experimentan reacciones durante la carga y descarga. Existen valores críticos en términos de voltaje y corriente que no deben superarse; de lo contrario, junto con una manipulación incorrecta, podrían provocar riesgos de explosión e incendio. Si bien las baterías LiFePO4 se consideran unas de las más seguras del mercado y, en teoría, no explotan ni arden fácilmente, siempre es recomendable verificar este aspecto.
Ten en cuenta todas estas consideraciones. En caso de un incendio en tu hogar o en el de tus vecinos, es posible que te resulte difícil explicar lo ocurrido a la compañía de seguros, que puede intentar eximirse de responsabilidad al indemnizar.
En resumen, todo el contenido que encuentres en YouTube, Telegram, WhatsApp, páginas web y otros medios tiene la intención de proporcionarte conocimiento basado en la experiencia de otras personas en la creación de baterías, así como en la adquisición de componentes y configuraciones, entre otros aspectos.
En última instancia, eres tú quien va a ensamblar la batería a tu discreción, siguiendo las recomendaciones de esta guía y de otras fuentes. Tú eres el único responsable de tus acciones y de cómo las lleves a cabo, lo que significa que, en caso de un accidente que cause víctimas o daños materiales, tú y solo tú serás el responsable.
Antes de adentrarte de lleno en esta guía, debes de saber que montar una batería LiFePO4 no es complicado pero si necesita de tiempo y dedicación, pues son muchos los aspectos que debemos controlar para que todo funcione cómo debería. No es un trabajo para cualquiera, si no que debe de gustarte el DIY (Hazlo Tu Mismo) y disponer del dinero, materiale y sobre todo tiempo. Con la bajada de precios de las baterías comerciales, cada vez resulta menos conveniente montarte tu propia batería en casa pues podemos tener baterías muy completas, buenas y ya armadas por muy poco dinero. Estas baterías comerciales tienen la ventaja de que si se compran en tiendas nacionales cuentan con la garantía de tu país, que por ejemplo en España es de 3 años, pero que la mayoría de los fabricantes extienden hasta 5 años. Te dejo esta comparativa de las Mejores baterías LiFePO4 de 12.8V y 100Ah para que te hagas una idea.
¿Por qué elegir LiFePO4 en lugar de plomo?
Y otras baterías…
Existen muchas ventajas a la hora de usar baterías de litio y fosfato de hierro en contraposición a las clásicas baterías de plomo a las que estamos más acostumbrados. Veamos los pros y contras de LiFePO4 vs Plomo.
Ventajas:
- Las baterías LiFePO4 ocupan solo un tercio del espacio en comparación con las baterías de plomo, AGM o gel.
- Son significativamente más livianas, pesando solo un tercio en comparación con las baterías de plomo, AGM o gel.
- Pueden utilizarse de manera continua con un alto porcentaje de su capacidad (idealmente al 80% DoD) en contraste con las baterías de plomo, que se utilizan solo al 50% de su capacidad. A esto se le conoce cómo descarga profunda.
- Admiten carga más rápida.
- Tienen una vida útil mucho más larga, generalmente entre 4000 y 6000 ciclos (10 años si se usan todos los días).
- No es necesario mantenerlas cargadas al 100% constantemente.
- Mantienen un voltaje muy estable durante el 90% de su capacidad.
- Conservan casi la misma capacidad incluso bajo altas intensidades de descarga, por consiguiente no tienen caídas significativas en la tensión.
- Las baterías LiFePO4 por su naturaleza siempre tienen un Sistema de Gestión de Batería (BMS) permite un control óptimo de la batería.
- Las celdas LiFePO4 son altamente seguras, con una baja probabilidad de explosión o incendio en comparación con las baterías de iones de litio (Li-Ion), que son más susceptibles a incendiarse en circunstancias excepcionales.
- Tienen un montaje sumamente sencillo y rápido.
- Poseen un mantenimiento mínimo en comparación con baterías tipo PowerWall con pilas Li-Ion 18650 típicas.
- Se pueden ampliar con mucha facilidad.
Desventajas:
- Aunque no es extremadamente complicado, no es tan simple como comprar y usar, ya que las celdas sueltas requieren una controladora BMS para su supervisión, un cableado que debe respetar ciertas normas y algunas protecciones recomendadas.
- En caso de un accidente, al ser DIY, las compañías de seguro podrían poner más de un pero a la hora de hacer alguna indemnización.
- Las baterías comerciales suelen contar con algún grado de protección IP, con lo que resultan ideales para su uso en exteriores, embarcaciones o lugares con la presencia de humedad. De todas formas, debes consultar con el fabricante dichas especificaciones.
¿Por qué montar una batería LiFePO4 en lugar de comprar una comercial?
Hasta hace poco el principal motivo para armar tu propia batería LiFePO4 era que casi no existían soluciones comerciales asequibles, todo lo que ponía LiFePO4 en la etiqueta era sinónimo de precio elevado y podías ahorrar mucho dinero armando tu propia batería LFP DIY. Simplemente tenías que comprar las celdas de tipo LFP, una BMS, los buses y algunos tornillos y tenias una batería mucho mejor que Li-NMC en cuanto a durabilidad y seguridad. Esto ha venido cambiando a medida que el precio de las baterías desciende y aparecen nuevos jugadores en el mercado, una batería de 100Ah antes podía superar los 1000€ (algunas marcas todavía rondan estos valores) y en la actualidad podemos encontrarlas por unos 300€ de fabricantes bastante respetables.
Son más baratas
El principal motivo para montar una batería LiFePO4 sigue siendo el económico aunque en algunos casos ya deja de ser un justificante pues la diferencia se ha reducido enormemente, cómo veremos a continuación. Pongamos por ejemplo la compra de 4 celdas EVE LFP de 280Ah por 104€ cada una. A este precio hay que sumarle la BMS, una DALy de 100Ah que al momento de escribir esto se puede comprar por 52€, y sumemos otros 10€ en materiales varios – tenemos entonces un total de 478€ por una batería de 280Ah / 12.8V. Esta batería tienes que montártela tu mismo, y en caso de algún accidente, dudo que una aseguradora quiera cubrir cualquier gasto derivado. Otro inconveniente es la garantía, si, las celdas están cubiertas por el fabricante – pero cualquier daño por un mal montaje no estará dentro de dicha garantía, y es difícil discernir sobre la causa del daño a una célula en una batería DIY.
Ahora vamos a irnos a las baterías comerciales, sin buscar mucho, he encontrado una de una conocida marca, ECO-WORTHY – que por 619€ te da 260Ah con 3 años de garantía. En nuestro ejemplo DIY la batería nos ha costado 1,7€ el Ah y en la solución comercial ha sido 2,38 el Ah. Sigue siendo una reducción significativa del coste, pero es importante que valoremos el global de la situación, si nuestro único motivo para hacer una batería DIY es ahorrar dinero, considera una batería comercial que a la larga puede ahorrarte no solo dinero, si no algún dolor de cabeza.
Las baterías LFP DIY están vivas
Una batería LiFePO4 puedes modificarla cuando necesites, intenractuando con su BMS y los parámetros específicos que requiera tu instalación. Incluso puedes desarmarla y volverla a montar con otra forma y parámetros de voltaje/amperaje totalmente diferentes. Esto la hace muy conveniente para cuando decides montarte una batería pequeña con intensión de cambiar componentes y modificarla más adelante. En resumidas cuentas, tienes el control absoluto sobre sus parámetros y cómo se comporta. Esto en una batería comercial está mucho más limitado por no decir inexistente, estas son una caja negra con dos bornes, no puedes gestionar su BMS, no puedes añadir celdas, ni modificar su estructura, bueno, técnicamente si podrías si la desmontas, pero esto acabaría de facto con sus ventajas. Entonces, construir una batería DIY de tipo LiFePO4 te da más control.
Se adaptan a cualquier factor de forma
Por su naturaleza de «móntatela tu mismo», al ensamblar una batería LFP puedes adptarla al lugar donde esperas colocarla. Basta con posicionar las celdas de tal manera que ocupen el espacio que tienes disponible para tal propósito.
Satisfacción personal
Al construir una batería LFP desde sus celdas recorrerás un camino interesante repleto de conocimiento, y esto suele ser extremadamente gratificante para cierto tipo de personas con las que me identifico, por lo que es muy fácil empezar a armar una batería por necesidad y terminar montando decenas cómo pasatiempo. Una vez entras a este mundo, haces amigos, conoces gente interesante y te rodeas de personas que saben mucho más que tu y que están dispuestos a ayudarte. Si no me crees, date una vuelta por los canales de LiFePO4 en telegram, por cierto, acabamos de crear este t.me/LiFePO4_LFP y nos encantaría que te nos unieras.
Fundamentos (Glosario)
Voltio (V)
El voltio (v) es la medida de la fuerza eléctrica o diferencia de potencial. En resumen, es la «presión» detrás del flujo eléctrico. Cada celda tiene un voltaje nominal específico, que se utiliza como referencia en cálculos generales. Por ejemplo, las celdas LiFePO4 tienen un voltaje nominal de 3.2V. Sin embargo, es importante destacar que existen otras celdas con voltajes diferentes, y debemos considerar esto al hacer nuestros cálculos y configurar sistemas de gestión de baterías (BMS).
Amperio (A)
El amperio (A) son la unidad que mide la intensidad de la corriente eléctrica, indicando la cantidad de electrones que fluyen a través de un conductor, como un cable o busbar. A medida que aumenta la intensidad eléctrica, se requiere un cable más grueso para evitar sobrecalentamiento. Puedes calcular la corriente que consume un dispositivo eléctrico dividiendo los vatios (W) por los voltios (V), lo que te da amperios (A).
Vatios o Watts (W)
La unidad vatio (W) representa la potencia eléctrica, es decir, la tasa de entrega de energía en un período de tiempo determinado. Cuando se mide durante una hora, se expresa como vatios por hora (Wh) y representa la cantidad de vatios consumidos en una hora. Por ejemplo, una bombilla de 50W consume 50Wh si se mantiene encendida durante una hora. Si se mantiene encendida durante 10 horas, consumirá 500Wh (0.5kW), lo que afectará y se verá reflejado en tu factura de electricidad.
Amperio/Hora (Ah)
El Amperio/Hora (Ah) Se usa para medir la capacidad de las baterías o celdas, indicando cuántos amperios puede proporcionar durante una hora antes de agotarse (lo que se conoce como descarga de 1C). Sin embargo, es raro alcanzar estas altas corrientes en la práctica.
Vatios o Watts/Hora (Wh)
Los Vatios/Hora (Wh) son otra medida de capacidad que se usa comúnmente para determinar la capacidad de una batería completa. Se calcula multiplicando el voltaje nominal por los amperios por hora de la batería.
Por ejemplo, si una batería tiene 8 celdas en serie, con una capacidad de 100Ah por celda, el cálculo sería: 8 x 3.2V (voltaje nominal) = 26.6V x 100Ah = 2660Wh. Normalmente, esta medida se expresa en kilovatios-hora (KWh), donde 1KWh equivale a 1000Wh, lo que en este caso sería: 2660Wh / 1000 = 2.66 KWh.
SOC / Estado de Carga
El SOC (del inglés State of Charge) es un indicador del nivel de carga de la batería en un rango del 0% al 100%. Esto viene a representar en un valor porcentual el estado de carga actual de la batería en un momento dado.
Cálculo del SOC de LiFePO4 mediante voltaje
Estado de carga por voltaje / SOC por voltaje
Estado de Carga (SOC) para baterías LiFePO4: Esta tabla muestra el número de celdas, el voltaje nominal y el rango de voltajes desde el 0% hasta el 100% de carga, en incrementos de 10%.
| Celdas | V nom | 0% (V) | 10% (V) | 20% (V) | 30% (V) | 40% (V) | 50% (V) | 60% (V) | 70% (V) | 80% (V) | 90% (V) | 95% (V) | 100% (V) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3.2 | 2.50 | 3.00 | 3.22 | 3.25 | 3.27 | 3.28 | 3.29 | 3.30 | 3.31 | 3.43 | 3.46 | 3.65 |
| 2 | 6.4 | 5.00 | 6.00 | 6.44 | 6.50 | 6.54 | 6.56 | 6.58 | 6.60 | 6.62 | 6.86 | 6.92 | 7.30 |
| 3 | 9.6 | 7.50 | 9.00 | 9.66 | 9.75 | 9.81 | 9.84 | 9.87 | 9.90 | 9.93 | 10.29 | 10.38 | 10.95 |
| 4 | 12.8 | 10.00 | 12.00 | 12.88 | 13.00 | 13.08 | 13.12 | 13.16 | 13.20 | 13.24 | 13.72 | 13.84 | 14.60 |
| 5 | 16.0 | 12.50 | 15.00 | 16.10 | 16.25 | 16.35 | 16.40 | 16.45 | 16.50 | 16.55 | 17.15 | 17.30 | 18.25 |
| 6 | 19.2 | 15.00 | 18.00 | 19.32 | 19.50 | 19.62 | 19.68 | 19.74 | 19.80 | 19.86 | 20.58 | 20.76 | 21.90 |
| 7 | 22.4 | 17.50 | 21.00 | 22.54 | 22.75 | 22.89 | 22.96 | 23.03 | 23.10 | 23.17 | 24.01 | 24.22 | 25.55 |
| 8 | 25.6 | 20.00 | 24.00 | 25.76 | 26.00 | 26.16 | 26.24 | 26.32 | 26.40 | 26.48 | 27.44 | 27.68 | 29.20 |
| 9 | 28.8 | 22.50 | 27.00 | 28.98 | 29.25 | 29.43 | 29.52 | 29.61 | 29.70 | 29.79 | 30.87 | 31.14 | 32.85 |
| 10 | 32.0 | 25.00 | 30.00 | 32.20 | 32.50 | 32.70 | 32.80 | 32.90 | 33.00 | 33.10 | 34.30 | 34.60 | 36.50 |
| 11 | 35.2 | 27.50 | 33.00 | 35.42 | 35.75 | 35.97 | 36.08 | 36.19 | 36.30 | 36.41 | 37.73 | 38.06 | 40.15 |
| 12 | 38.4 | 30.00 | 36.00 | 38.64 | 39.00 | 39.24 | 39.36 | 39.48 | 39.60 | 39.72 | 41.16 | 41.52 | 43.80 |
| 13 | 41.6 | 32.50 | 39.00 | 41.86 | 42.25 | 42.51 | 42.64 | 42.77 | 42.90 | 43.03 | 44.59 | 44.98 | 47.45 |
| 14 | 44.8 | 35.00 | 42.00 | 45.08 | 45.50 | 45.78 | 45.92 | 46.06 | 46.20 | 46.34 | 47.02 | 47.44 | 50.10 |
| 15 | 48.0 | 37.50 | 45.00 | 48.30 | 48.75 | 49.05 | 49.20 | 49.35 | 49.50 | 49.65 | 50.45 | 50.90 | 53.75 |
| 16 | 51.2 | 40.00 | 48.00 | 51.52 | 52.00 | 52.32 | 52.48 | 52.64 | 52.80 | 52.96 | 53.88 | 54.36 | 57.40 |
| 17 | 54.4 | 42.50 | 51.00 | 54.74 | 55.25 | 55.59 | 55.76 | 55.93 | 56.10 | 56.27 | 57.31 | 57.82 | 61.05 |
| 18 | 57.6 | 45.00 | 54.00 | 57.96 | 58.50 | 58.86 | 59.04 | 59.22 | 59.40 | 59.58 | 60.74 | 61.28 | 64.70 |
| 19 | 60.8 | 47.50 | 57.00 | 61.18 | 61.75 | 62.13 | 62.32 | 62.51 | 62.70 | 62.89 | 64.17 | 64.74 | 68.35 |
| 20 | 64.0 | 50.00 | 60.00 | 64.40 | 65.00 | 65.40 | 65.60 | 65.80 | 66.00 | 66.20 | 67.60 | 68.20 | 72.00 |
| 21 | 67.2 | 52.50 | 63.00 | 67.62 | 68.25 | 68.67 | 68.88 | 69.09 | 69.30 | 69.51 | 71.03 | 71.70 | 75.65 |
| 22 | 70.4 | 55.00 | 66.00 | 70.84 | 71.50 | 71.94 | 72.16 | 72.38 | 72.60 | 72.82 | 74.46 | 75.20 | 79.30 |
| 23 | 73.6 | 57.50 | 69.00 | 74.06 | 74.75 | 75.21 | 75.44 | 75.67 | 75.90 | 76.13 | 77.89 | 78.70 | 82.95 |
| 24 | 76.8 | 60.00 | 72.00 | 77.28 | 78.00 | 78.48 | 78.72 | 78.96 | 79.20 | 79.44 | 81.32 | 82.20 | 86.60 |
| 25 | 80.0 | 62.50 | 75.00 | 80.50 | 81.25 | 81.75 | 82.00 | 82.25 | 82.50 | 82.75 | 84.75 | 85.70 | 90.25 |
| 26 | 83.2 | 65.00 | 78.00 | 83.72 | 84.50 | 85.02 | 85.28 | 85.54 | 85.80 | 86.06 | 88.18 | 89.20 | 93.90 |
| 27 | 86.4 | 67.50 | 81.00 | 86.94 | 87.75 | 88.29 | 88.56 | 88.83 | 89.10 | 89.37 | 91.61 | 92.70 | 97.55 |
| 28 | 89.6 | 70.00 | 84.00 | 90.16 | 91.00 | 91.56 | 91.84 | 92.12 | 92.40 | 92.68 | 95.04 | 96.20 | 101.20 |
| 29 | 92.8 | 72.50 | 87.00 | 93.38 | 94.25 | 94.83 | 95.12 | 95.41 | 95.70 | 96.02 | 98.47 | 99.70 | 104.85 |
| 30 | 96.0 | 75.00 | 90.00 | 96.60 | 97.50 | 98.10 | 98.40 | 98.70 | 99.00 | 99.30 | 101.90 | 103.20 | 108.50 |
| 31 | 99.2 | 77.50 | 93.00 | 99.82 | 100.75 | 101.37 | 101.68 | 101.99 | 102.30 | 102.61 | 105.33 | 106.70 | 112.15 |
| 32 | 102.4 | 80.00 | 96.00 | 103.04 | 104.00 | 104.64 | 104.96 | 105.28 | 105.60 | 105.92 | 109.76 | 111.20 | 116.80 |
Se muestra el voltaje nominal de las baterías LiFePO4 y cómo varía el voltaje en función del Estado de Carga (SOC) para un rango de 0% a 100% de SOC, con incrementos del 10%, para baterías que contienen desde 1 hasta 32 celdas LiFePO4. Los valores se han extrapolado de acuerdo con la información que proporcionaste para una sola celda. Ten en cuenta que estos valores son aproximados y pueden variar según la marca y el modelo específicos de las baterías LiFePO4.
Tabla de capacidades con las celdas LiFePO4 más comunes
Aquí tienes una tabla que muestra el cálculo del voltaje nominal para diferentes celdas LiFePO4 en serie con diferentes capacidades por celda, expresado en kilovatios (kWh):
| Nº de Celdas | 310 Ah (kWh) | 280 Ah (kWh) | 272 Ah (kWh) | 202 Ah (kWh) | 120 Ah (kWh) | 100 Ah (kWh) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.99 | 0.896 | 0.870 | 0.646 | 0.384 | 0.32 |
| 2 | 1.98 | 1.792 | 1.740 | 1.292 | 0.768 | 0.64 |
| 3 | 2.97 | 2.688 | 2.610 | 1.938 | 1.152 | 0.96 |
| 4 | 3.96 | 3.584 | 3.480 | 2.584 | 1.536 | 1.28 |
| 5 | 4.95 | 4.480 | 4.350 | 3.230 | 1.920 | 1.60 |
| 6 | 5.94 | 5.376 | 5.220 | 3.876 | 2.304 | 1.92 |
| 7 | 6.93 | 6.272 | 6.090 | 4.522 | 2.688 | 2.24 |
| 8 | 7.92 | 7.168 | 6.960 | 5.168 | 3.072 | 2.56 |
| 9 | 8.91 | 8.064 | 7.830 | 5.814 | 3.456 | 2.88 |
| 10 | 9.90 | 8.960 | 8.700 | 6.460 | 3.840 | 3.20 |
| 11 | 10.89 | 9.856 | 9.570 | 7.106 | 4.224 | 3.52 |
| 12 | 11.88 | 10.752 | 10.440 | 7.752 | 4.608 | 3.84 |
| 13 | 12.87 | 11.648 | 11.310 | 8.398 | 4.992 | 4.16 |
| 14 | 13.86 | 12.544 | 12.180 | 9.044 | 5.376 | 4.48 |
| 15 | 14.85 | 13.440 | 13.050 | 9.690 | 5.760 | 4.80 |
| 16 | 15.84 | 14.336 | 13.920 | 10.336 | 6.144 | 5.12 |
| 17 | 16.83 | 15.232 | 14.790 | 10.982 | 6.528 | 5.44 |
| 18 | 17.82 | 16.128 | 15.660 | 11.628 | 6.912 | 5.76 |
| 19 | 18.81 | 17.024 | 16.530 | 12.274 | 7.296 | 6.08 |
| 20 | 19.80 | 17.920 | 17.400 | 12.920 | 7.680 | 6.40 |
| 21 | 20.79 | 18.816 | 18.270 | 13.566 | 8.064 | 6.72 |
| 22 | 21.78 | 19.712 | 19.140 | 14.212 | 8.448 | 7.04 |
| 23 | 22.77 | 20.608 | 20.010 | 14.858 | 8.832 | 7.36 |
| 24 | 23.76 | 21.504 | 20.880 | 15.504 | 9.216 | 7.68 |
| 25 | 24.75 | 22.400 | 21.750 | 16.150 | 9.600 | 8.00 |
| 26 | 25.74 | 23.296 | 22.620 | 16.796 | 9.984 | 8.32 |
| 27 | 26.73 | 24.192 | 23.490 | 17.442 | 10.368 | 8.64 |
| 28 | 27.72 | 25.088 | 24.360 | 18.088 | 10.752 | 8.96 |
| 29 | 28.71 | 25.984 | 25.230 | 18.734 | 11.136 | 9.28 |
| 30 | 29.70 | 26.880 | 26.100 | 19.380 | 11.520 | 9.60 |
| 31 | 30.69 | 27.776 | 26.970 | 20.026 | 11.904 | 9.92 |
| 32 | 31.68 | 28.672 | 27.840 | 20.672 | 12.288 | 10.24 |
Los valores en la tabla representan el cálculo del voltaje nominal en kilovatios (kWh) para diferentes números de celdas LiFePO4 y diferentes capacidades de celdas (en Ah). Esto te permite tener una idea clara de cómo varía el voltaje nominal en función del número de celdas y su capacidad en Ah.
Como has notado, tanto Ah como Wh/KWh son conceptos que se utilizan para describir la capacidad de las celdas o baterías, pero su significado puede volverse confuso si no comprendes cómo interactúan estas celdas o baterías cuando se conectan en serie o en paralelo. Continúa leyendo, y pronto obtendrás una comprensión más clara de este proceso.
Clasificación C / C Rate
La clasificación C (C Rate) se utiliza para describir la velocidad de carga o descarga continua de una celda o batería. Cada fabricante determina la clasificación C de acuerdo a la química de las celdas y proporciona los valores máximos y recomendados en sus hojas de especificaciones. Por ejemplo, un fabricante podría recomendar una descarga máxima de 1C y una descarga recomendada de 0.5C. Calcular esto es más sencillo de lo que parece. Tomemos, por ejemplo, una celda de 280Ah: 1C sería descargarla a una corriente constante de 280 amperios, lo que agotaría toda su capacidad en 1 hora. Siguiendo esta lógica, podemos calcular otras tasas de descarga:
- A 0.1C en una celda de 280Ah serían 28 amperios.
- A 0.2C en una celda de 200Ah serían 40 amperios.
- A 0.5C en una celda de 272Ah serían 136 amperios.
- A 1C en una celda de 100Ah serían 100 amperios.
Para facilitar las cosas, a continuación tienes a tu disposición una calculadora que permite no solo calcular el ampere si no el calibre de cable AWG recomendado.
Calculadora C Rate y AWG para baterías
En general, la capacidad y el voltaje de las baterías suelen variar significativamente en función de la tasa de descarga en baterías de plomo, pero este efecto es menos pronunciado en las baterías LiFePO4, lo que representa una de sus ventajas significativas. Las baterías LiFePO4 pueden entregar casi toda su capacidad a un voltaje muy estable incluso a tasas de descarga de hasta 1C.
Resistencia interna
La resistencia interna es un concepto que modela las consecuencias eléctricas de las complejas reacciones químicas en una batería. Cuando una corriente atraviesa una celda de batería, la tensión medida es menor que cuando la celda no suministra corriente. Esto se debe a que parte de la energía de la celda se utiliza para impulsar las cargas a través de la misma, lo que se modela como resistencia interna y provoca una caída de tensión.
Las baterías de plomo experimentan una gran caída de tensión a altas tasas de descarga debido a su alta resistencia interna, lo que no ocurre en las baterías LiFePO4 gracias a su baja resistencia interna. Aunque la resistencia interna no afecta a la capacidad total de una celda, puede influir en el tiempo necesario para cargar o descargar. Por ejemplo, si una batería de 12V con 4 celdas tiene una de ellas con mayor resistencia interna que las demás, se cargará y descargará más rápido, lo que podría activar la protección de la BMS antes de agotar completamente la capacidad disponible. Por esta razón, es importante contar con un sistema de balanceo, como una BMS, para evitar desequilibrios.
DoD / Profundidad de descarga
El DoD (Depth of Discharge o profundidad de descarga) representa cuánto de la capacidad de la batería se ha agotado, con un rango del 100% al 0%. El DoD se utiliza en las hojas de especificaciones (Datasheet) para indicar el uso máximo recomendado para prolongar la vida útil de la batería, como la regla de no descargar una batería de plomo por debajo del 50% DoD o mantener una batería LiFePO4 en el rango del 85/90% DoD.
¿Qué materiales necesitamos para montar una batería LiFePO4 DIY?
Celdas LiFePO4
Se trata del elemento fundamental de la batería y por ende el corazón de la misma. Las celdas que compondrán nuestra batería LiFePO4 deben de ser de la mejor calidad posible pues son las que determinarán el rendimiento final de la misma. Cada celda LiFePO4 tiene un voltaje nominal de 3,2V por lo que hay que conectar varias en serie para aumentar el voltaje manteniendo la capacidad. Las capacidades se miden en Ah y las más convencionales son 100, 120, 202, 272 y 310Ah respectivamente. La imagen de la izquierda es una célula LiFePO4 de tipo prismático, las más usadas en la actualidad.
BMS
Sistema de Gestión de Batería o Battery Management system
Si las celdas son el corazón, la BMS o Sistema de Gestión de Batería sería el cerebro. Es la parte responsable de que nuestra batería trabaje en valores correctos y por ende sea segura. Entre sus funciones, se encuentran diversas protecciones cómo corto circuito, sobre corriente, sobre voltaje, sobre descarga, temperaturas y muchas otras que dependen de cada modelo y fabricante. La BMS monitoriza cada serie de forma independiente, controlando su voltaje y desactivando la carga y descarga cuando es necesario. A esto hay que sumarle que las celdas aunque correspondan al mismo fabricante y lote pueden tener una resistencia interna diferente, y por lo tanto cargarse / descargarse más rápidamente una que otra, siendo trabajo de la BMS el controlar su voltaje para protegerlas. Además, las BMS modernas suelen tener conectividad por cable de red, Bluetooth o WiFi, por lo que nos ayudan a saber en todo momento el estado de la batería. Es importante que la BMS sea de calidad para garantizar la seguridad de la misma.
Es importante que tengamos una idea muy clara y es que la BMS no es la responsable de limitar la intensidad de corriente de carga o descarga de la batería, simplemente monitoriza y bajo ciertos valores que se escapen de la normalidad cortarán el circuito mediante relés o mosfets. Nunca debes operar una batería LiFePO4 sin una BMS o si esta está estropeada.
Cableado, conexiones, protecciones y otros elementos
Las celdas de la batería LiFePO4 DIY deben de conectarse en serie y/o paralelo con la finalidad de alcanzar los voltajes, la intensidad máxima y la capacidad deseadas. Estas conexiones deben de ser óptimas y cumplir con ciertos criterios que estudiaremos más adelante, pero es necesario que sepas que necesitarás algunos elementos adicionales durante el montaje de tu batería, y que estos dependen de tus necesidades. Hablamos de cables, conectores de celdas, fusibles, o algún terminal de conexión cómo los famosos conectores Anderson, o los XT60 y XT90 que tanto se utilizan.
Balanceador
Equilibrador, ecualizador o balanceador activo
Este elemento es opcional y depende de la BMS que incorpores, algunos modelos tienen balanceadores mejores que otros, donde resultaría conveniente colocar un dispositivo específico para esta tarea. Dicho de otra forma, las BMS tienen un sistema balanceador sencillo cuyo trabajo realizaría mejor un balanceador dedicado que pueda estabilizar la carga de las celdas.
Un Balanceador nunca debe de sustituir a la BMS, son cosas diferentes, se trata de otra pieza que podemos incluir en nuestra batería. Su uso es opcional y recomendado. Para determinar si necesitas o no un balanceador, puedes medir la resistencia interna de cada celda, si hay mucha diferencia entre las mismas es cuando resulta más conveniente instalar un balanceador activo.
Con estos materiales y algunas gerramientas ya dispondremos de todo lo necesario e imprescindible para armar una batería LiFePO4 DIY. Pero antes de ponernos con ello, tenemos que planificar y entender nuestra batería así que queda que entendamos algunos conceptos clave.
¿Que son las conexiones en serie y paralelo en cuanto a baterías LiFePO4?
Seguro habrás leído cosas cómo 32S, 4p4s, 4p2s, 4s2p y similares, te explicamos que son
Si bien hay mucha literatura al respecto, vamos a estudiar un poco estos conceptos para entender realmente cómo funciona nuestra batería LiFePO4 DIY. Te recomendamos leer nuestro artículo sobre baterías comerciales en serie y paraleo: Cómo conectar baterías en serie y/o en paralelo. Con esto complementarás lo que vas a aprender ahora.
Celdas liFePO4 en serie
La configuración en serie consiste en conectar dos o más celdas una detrás de la otra, uniendo sus polos opuestos (➕ ➖ ➕ ➖ ➕ ➖). De esta manera, se suma el voltaje total, pero la capacidad permanece constante. El número de celdas conectadas en serie se denomina «Ns». A continuación, se presenta un ejemplo de una conexión en serie de 4 celdas (4s).
Además del ejemplo anterior, la siguiente imagen también corresponde a un conexionado en serie de las celdas que componen nuestra batería 4s. Una forma de verlo con claridad es trazar el recorrido imaginario que hacen los electrones desde el polo negativo al positivo. En las baterías en serie, no existe una alternativa o bifurcación, el electrón siempre viaja por la única vía (conexión) existente desde el ánodo (➖) al cátodo (➕).
Un ejemplo 4s: Conectamos 4 celdas de 280Ah y 3,2V con lo que aplicando la fórmula en paralelo de Capacidad (Wh) = Voltaje (V) * Nº de celdas * Amperaje (A) es decir 3,2V * 4 * 280Ah = 3584Wh mientras que el voltaje total es simplemente una suma de los voltajes de las celdas, o dicho de otra forma, multiplicar el voltaje por el número de celdas: V nominal batería = V nominal celda * Nº Celdas que se traduce en 3,2V * 4 = 12,8V así que nuestra batería del ejemplo es de 12,8V y tiene una capacidad de 3584Wh o lo que es lo mismo, 280Ah.
Ventajas de las celdas en serie al montar baterías LiFePO4
La disposición de todas las celdas en una conexión en serie es altamente recomendable, ya que con esta configuración, se logra un control completo de cada celda, y no hay intercambio de energía entre ellas cuando están inactivas. Además, el conectar baterías en serie nos permite incrementar el voltaje y por la ley de Ohm sabemos que la resistencia es menor a mayor voltaje, por lo que no solo resulta más eficiente si no que nos permite utilizar cables de menor calibre y por ende, ahorrar costes.
Ley de Ohm: Resistencia = Voltaje/Intensidad
Celdas liFePO4 en paralelo
La configuración en paralelo implica conectar las celdas uniendo sus polos del mismo signo (reuniendo todos los ➕ en un lado y todos los ➖ en el otro), lo que resulta en la suma de su capacidad, manteniendo voltaje constante. El número de celdas conectadas de esta manera se denomina «Np». A continuación, se muestra un ejemplo de una conexión en paralelo de 4 celdas (4p).
Un ejemplo 4p: Conectamos 4 céldas LifePO4 de 280Ah en paralelo, cada celda al ser de LiFePO4 tiene el voltaje nominal de 3.2V y dicho voltaje se mantiene ya que la conexión es en serie. Por lo que sumamos los amperajes, resultando en una batería de 1120Ah = (280Ah*4), siendo la capacidad en Wh igual a multiplicar el voltaje por los Ah tal que así: 3,2V * 1120Ah = 3584Wh. Exactamente la misma capacidad que nuestro ejemplo de conexión en Serie, pero con un voltaje y amperaje diferente.
Cuando conectamos celdas en paralelo, se comportan como una única unidad, se equilibran automáticamente y mantienen un voltaje idéntico, lo que significa que no podemos controlar el voltaje individual de cada celda. Solo podemos medir el voltaje de los grupos en serie de manera individual.
Este escenario puede generar problemas si alguna de las celdas se deteriora, ya que arrastrará a las demás hacia su estado degradado. Por lo general, es posible detectar a tiempo cualquier anomalía en el funcionamiento, pero existe la posibilidad de un deterioro gradual que puede pasar desapercibido hasta que sea demasiado tarde para ese conjunto de celdas en paralelo.
Conexiones lifePO4 en serie y paralelo a la vez: NpNs o NsNp
Existen diversas maneras de configurar nuestra batería mediante combinaciones de series y paralelos. Una de ellas consiste en unir varios conjuntos de celdas en serie en paralelo, lo cual resulta efectivo para expandir una batería preexistente. En esta configuración, al no haber celdas en paralelo directo, seguimos manteniendo el control individual de cada una de ellas, y esto se denomina «NpNs«
Con la imagen cómo base, veamos un ejemplo 2p4s: Si disponemos de 8 celdas LiFePO4 de 280Ah a 3,2V por celda, y montamos 2 baterías de 12,8V c/u y que es nuestro voltaje objetivo, al unirlas en paralelo duplicamos la capacidad manteniendo el voltaje. Dicho de otra manera, 12.8V y 560Ah que resulta de los cálculos que ya hemos visto anteriormente.
Otra opción es combinar tanto series como paralelos en un mismo banco, lo cual se identifica como «NsNp» A continuación, se presentan varios ejemplos de configuración tipo 4s2p:
Con estas combinaciones de series y paralelos que hemos explorado, nos damos cuenta que podemos diseñar una batería que se ajuste a nuestras necesidades específicas. Cabe destacar que algunas configuraciones son más recomendables que otras, y la elección dependerá de los requerimientos individuales de cada usuario.
El ensamblaje de nuestra batería y la conexión de las celdas es el siguiente paso crucial. A continuación, te proporcionaremos instrucciones detalladas sobre cómo llevar a cabo este proceso, junto con varios aspectos clave a tener en cuenta.
¿Qué celdas LiFePO4 elegir?
Una vez tienes claros los conceptos anteriores y haz definido el voltaje y capacidad para tu batería LiFePO4 DIY, es hora de elegir y comprar las celdas que mejor se adapten a tu nueva batería, y a tu bolsillo, por supuesto. Hay infinidad de sitios donde comprar celdas LiFePO4 y mi recomendación es que huyas de AliExpress, Miravia y similares. Busca proveedores con almacenes en Europa y que tengan renombre, esto es clave para ahorrarte quebraderos de cabeza, aranceles por importación, gastos derivados de transporte y para que puedas hacer valer la garantía de tus celdas LifePO4.
Pautas para elegir tus celdas LiFePO4
- Elige proveedores locales, con garantía y fiabilidad.
- Es mejor sobredimensionar un poco que quedarnos justos, recuerda que las celdas se degradarán lentamente y es mejor usarlas a un 80% de su capacidad.
- No escatimes en calidad, es mejor una celda de grado A de un fabricante conocido que una celda LifePO4 barata de dudosa procedencia.
- Antes de comprar, selecciona la totalidad de los materiales que necesitas, suma el coste total y evalúa si te sale mejor que comprar una batería comercial.
De momento no te vamos a recomendar ningún proveedor en particular, solo los consejos que ya mencionamos en este apartado.
Ensamblaje de una batería LiFePO4 DIY
Ahora si, vamos a ver cómo es el proceso de montar una batería LiFePO4 paso a paso y lo más detallado posible, un proceso sencillo pero lleno de conocimientos y muy satisfactorio.
🔍 En primer lugar, es fundamental determinar la orientación de las celdas. La opción más recomendada es colocarlas en posición vertical, aunque también es posible situarlas de lado apoyadas en su parte más estrecha. Sin embargo, es importante destacar que jamás debemos de tumbarlas sobre su lado más ancho ⛔️. El motivo de esto es que el electrolito debe de poder tocar todas las placas internas de las celdas, si esto no ocurre la batería sufrirá daños.
Bus bars
Las celdas se conectarán entre sí utilizando barras de bus (bus bars), tal y como se ilustra en las siguientes imágenes. Estas barras deben tener dimensiones específicas que se ajusten al tamaño de cada celda, así como un grosor mínimo que sea capaz de soportar la corriente de carga y descarga requeridas por nuestra batería.
Algunos proveedores suelen enviar los bus bars junto con las celdas prismáticas para que puedas montar una batería LiFePO4 cómo si de un kit DIY se tratase, puedes usar estos. Sin embargo, el tipo de bus bar que puedan enviarnos nos limitaría de alguna manera la forma en que podemos interconectar las celdas entre, es decir, que si queremos conectar las celdas de otra manera que la estipulada por el distribuidor necesitaremos barras de bus especiales de una longitud diferente a la que vino con las celdas, y estas por supuesto podrán solicitarse por separado a un costo aproximado de 0,6 euros cada una.
Bornes o tornillos
Hay dos tipos de terminales muy comúnmente usados en las celdas LiFePO4 y podríamos decir que es el estándar dominante: Las celdas LiFePO4 pueden tener pernos fijos (espárragos) o agujeros roscados. En ambos casos, se utilizan roscas métricas 6 (M6) con aproximadamente 1 cm de longitud. En el caso de celdas con agujeros roscados, podemos emplear los tornillos suministrados junto con las barras de bus para el montaje. No obstante, es esencial ser precavidos, ya que podríamos enfrentar problemas serios si la longitud de los tornillos no es adecuada para sujetar los elementos que deseamos fijar, un tornillo demasiado corto puede hacer un falso contacto, o debilitar la unión y soltarse por fuerza mecánica en algún momento. Un tornillo demasiado largo puede llegar a perforar la pared de la batería, ocasionando daños en las placas y un cortocircuito casi asegurado.
Si optas por celdas sin pernos fijos, te sugerimos encarecidamente reemplazar los tornillos convencionales por pernos y tuercas M6. Esta elección no solo hará que la instalación sea más sencilla, sino que también reducirá los posibles riesgos involucrados. El proceso implica poner el perno a mano sin aplicar una presión excesiva, lo que te permitirá ubicar los bus bars desde la parte superior sin preocuparte de que se desplacen lateralmente o de tener que buscar el lugar exacto donde encajan los tornillos. Luego, ajusta la tuerca con un apriete suave pero firme. De esta manera, el perno ejerce una fuerza de tracción hacia arriba, minimizando el riesgo de perforaciones no deseadas. Este enfoque no solo simplifica la tarea, sino que también garantiza una instalación más segura y eficiente.
¿Cual es el apriete correcto para los tornillos en las celdas LiFePO4?
Para garantizar un montaje preciso y seguro, es esencial utilizar una llave dinamométrica para ajustar los tornillos y/o tuercas con una fuerza máxima de 3/4 Nm. Si tienes la intención de ensamblar una batería de gran envergadura, te recomendamos encarecidamente adquirir una llave dinamométrica. No obstante, si estás montando una batería más pequeña y deseas evitar este gasto, te sugerimos que ajustes los pernos con sumo cuidado.
Este enfoque de emplear una llave dinamométrica añade un nivel adicional de seguridad que no debería de escatimarse. Puedes encontrar llaves dinamométricas por muy poco dinero en tiendas cómo Amazon, te dejo un enlace de afiliados: https://amzn.to/3PZtA7E.
🔸Tip: Utilizar pernos de longitud ligeramente mas largos ofrece una ventaja adicional al permitirnos añadir terminales de anilla sobre las tuercas que aseguran las barras de bus. De esta manera, podemos gestionar los cables de otros componentes, como el Sistema de Gestión de Batería (BMS) y/o el equilibrador de celdas, sin necesidad de desmontar las barras de bus en sí. Esta práctica agiliza la conectividad y facilita las futuras modificaciones o mantenimiento de la batería.
Montaje de batería LiFePO4
Ahora vamos a ir al meollo del asunto, una vez tenemos claros todos los conceptos necesarios podemos pasar a la acción y ensamblar nuestra batería DIY LiFePO4.
Materiales Necesarios:
- Celdas LiFePO4
- Pletinas y tornillería – normalmente suministradas por el fabricante
- Sistema de Administración de la Batería (BMS)
- Balanceador (opcional)
- Terminales
- Herramientas: llave dinamométrica, pinza amperimétrica
Paso 1: Verificación de la Tensión de las Celdas LiFePO4
Lo primero que debemos hacer es comprobar la tensión de cada una de las celdas LiFePO4. Las celdas generalmente deben estar entre 3.23V y 3.27V, y la diferencia entre ellas no debe ser mayor de unos pocos milivoltios. Si están dentro de estos rangos, ¡estás listo para comenzar!
Paso 2: Equilibrado Inicial de las Celdas
Para asegurarnos de que todas las celdas estén equilibradas, conectaremos las celdas en paralelo utilizando las pletinas suministradas por el fabricante. Deja que estas celdas reposen conectadas en paralelo durante varios días (algunos incluso optan por una semana) y supervisa la corriente que ceden o absorben las celdas utilizando una pinza amperimétrica. Cuando la corriente total sea cercana a 0, sabrás que están equilibradas y listas para continuar.
Paso 3: Montaje de las Celdas LiFePO4
Una vez que las celdas están equilibradas, colócalas en la posición correcta y únelas entre ellas mediante los busbars (pletinas), colocando un separador de fibra de vidrio o baquelita entre las celdas. Esta conexión normalmente es paralelo, pero depende de tus necesidades.
Paso 4: Montaje del BMS
Es hora de montar el Sistema de Gestión de la Batería (BMS). la BMS generalmente viene con un puñado de cables de gran sección y un bus de diagnóstico (que en un banco de 4s constará de 5 cables de menor sección). Conecta el cable B- (generalmente azul) al negativo de tu banco de LiFePO4. El cable P- (generalmente negro) será la salida negativa de la batería, donde conectarás todos los polos negativos de tus dispositivos.
Recuerda conectar primero el cable B- al banco de baterías antes de continuar con el resto del cableado de la BMS. Luego, conecta el bus de diagnóstico: el cable rojo irá al polo positivo de salida de tu banco LiFePO4, el cable negro al polo negativo donde está conectado el B- de la BMS, y los cables grises se conectarán a cada polo positivo de las celdas restantes.
Paso 5: Montaje del Balanceador (Opcional)
Si decides instalar un balanceador, conéctalo de la misma forma que la BMS. El cable B- del balanceador se conectará al B- la BMS, y los cables restantes se conectarán a los polos positivos de las celdas.
Paso 6: Aprieta los Tornillos/Tuercas con Cuidado
Finalmente, asegúrate de apretar los tornillos y tuercas con firmeza, pero ten cuidado de no dañar los terminales. Algunos fabricantes proporcionan información sobre el par (Nm) necesario para apretar; si es posible de 2 a 3 Nm. Utiliza una llave dinamométrica para garantizar la precisión.
Para todas las conexiones de la BMS y el balanceador, utiliza los terminales adecuados. Asegúrate de conocer la sección del cable y la métrica del tornillo de la celda LiFePO4 para seleccionar los terminales correctos.
Con estos sencillos pasos ya tendrás una batería LifePO4 DIY lista para ser instalada donde necesites, por ejemplo en tu camper o autocaravana.
Paso 7: Colocar la batería en una caja (Opcional)
Una caja para tu flamante batería LifePO4 no es para nada obligatoria pero nuevamente es una recomendación que debemos de tener en consideración. Las baterías liFePO4 se «hinchan» o crecen a razón de 0.5mm más o menos cuando están totalmente cargadas, y con el tiempo esto puede deformar la celda y comprometer su funcionamiento. Es recomendable añadir alguna estructura que mantenga las celdas contenidas de forma de que cuando se carguen y crezcan esta ejerza presión sobre las mismas, de manera que no lleguen a deformarse. Puedes usar madera o cualquier material no conductivo, aunque hay cajas que vienen con alguna solución a medida. Puedes usar cinta adhesiva reforzada con fibra de vidrio para mantener las celdas juntas, y reforzar con una estructura de madera y varilla roscada cómo se muestra en la siguiente imagen.
Características distintivas de las celdas LiFePO4
🔍 Es indispensable conocer algunas características propias de la química LiFePO4 así cómo algunas consideraciones de suma importancia. Siguiendo las pautas que definiremos a continuación, podemos prolongar significativamente la vida útil de las celdas y superar con creces los ciclos de vida que establecen los fabricantes a la par que mejoramos la seguridad. Todos estos datos técnicos se encuentran disponibles en la hoja de especificaciones de cada fabricante, conocida como Datasheet.
- Valores ideales del Estado de Carga (SOC): Por lo general se recomienda un uso de la capacidad hasta el 80% del SOC, específicamente lo ideal es mantener las celdas entre el 10% y el 90% de carga. Podemos optar por ser más conservadores si deseamos extender la vida útil de las celdas o menos conservadores si necesitamos aprovechar al máximo su rendimiento, aunque esto implique una vida útil más corta. Nuestra sugerencia es mantener el nivel de carga por encima del 20% siempre que sea posible y evitar cargarlas por encima del 95%. Esto se debe a que descargar profundamente las celdas es más perjudicial que cargarlas completamente, siendo mucho más beneficioso cargarlas al 100% en lugar de descargarlas al 0%.
- Temperatura de Operación: En general, la química de las baterías la temperatura óptima de las celdas LiFePO4 es de alrededor de 25°C. Se recomienda mantener las celdas lo más cerca posible de esta temperatura para prolongar su vida útil. Sin embargo, estas baterías son capaces de funcionar en un rango de temperaturas más amplio, como se suele indicar por los fabricantes.
- El rango de temperatura de carga de LiFePO4 suele estar entre 0°C y 55°C, siendo especialmente importante el mínimo de 0°C, ya que por debajo de esta temperatura, el electrolito puede congelarse, lo que dañaría irreversiblemente las celdas si se intentan cargar a estas temperatura. Esto puede ocurrir fácilmente en climas fríos, por lo que debemos tomar precauciones para evitarlo.
- El rango de temperatura de descarga de LiFePO4 es un poco más amplio, permitiendo descargas de hasta -20°C. Sin embargo, a estas temperaturas, no podemos exigir una gran potencia de las celdas, pero sí lo suficiente para activar sistemas de calefacción que permitan recuperar una temperatura más adecuada para volver a cargarlas.
Esta es otra razón por la cual es esencial contar con un Sistema de Gestión de Batería (BMS), ya que ayudaría a prevenir esta situación, siempre que disponga de una sonda de temperatura, algo que prácticamente todos los BMS incorporan en la actualidad.
- Aislamiento: Las celdas LiFePO4 salen de fábrica sin ningún recubrimiento adicional; su carcasa es de aluminio y conductora, y esta corresponde al polo positivo. Para evitar posibles problemas, algunos fabricantes las recubren con un material aislante, que puede ser un plástico resistente y grueso o una fina capa de plástico retráctil. En este caso, se recomienda y, en muchos casos, es necesario utilizar un material aislante entre las celdas. Los fabricantes suelen recomendar el uso de placas de fibra de vidrio o baquelita, aunque cualquier material que resista los rangos de temperatura, sin deformarse, agrietarse o perforarse bajo presión, puede ser adecuado.
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