Los paquetes de baterías son esencialmente una colección de módulos de batería individuales, compuestos por celdas de batería de iones de litio, que se disponen y conectan para proporcionar la energía necesaria para propulsar un vehículo eléctrico. Como uno de los componentes más importantes del vehículo, el pack de baterías determina el rendimiento, la autonomía y el coste global del coche.
Un pack de baterías típico está compuesto por un gran número de celdas y módulos de batería individuales, que pueden conectarse en serie, en paralelo o en una combinación de ambos. En muchos casos, estas conexiones deben realizarse entre metales distintos.
Una vez conectadas las celdas y los módulos, se encapsula todo el pack de baterías. Las carcasas mecánicas utilizadas para encerrar los paquetes de baterías no sólo los protegen, sino que funcionan como elementos estructurales del vehículo.
Por lo tanto, la construcción de paquetes de baterías suele implicar dos procesos relacionados: la creación de las conexiones eléctricas y las carcasas mecánicas que encierran los elementos eléctricos.
Packs de baterías para VE - Retos de la producción a alta velocidad
Conexiones
Unas conexiones eléctricas correctamente unidas garantizan que las celdas y los módulos de la batería funcionen juntos como un sistema unificado de almacenamiento de energía. Conducen la corriente eléctrica entre los elementos mencionados, permitiendo una carga y descarga coordinadas.
Las conexiones deben estar diseñadas para soportar las altas corrientes y tensiones generadas durante la carga y la descarga. El diseño también debe tener en cuenta la resistencia y la acumulación de calor, que pueden causar ineficiencias y reducir la vida útil de las celdas de la batería.
El principal reto a la hora de realizar estas conexiones es que, la mayoría de las veces, los materiales utilizados son disímiles o están recubiertos, lo que requiere un procesamiento especial. Debido a la alta conductividad de estos materiales, también es esencial que haya pocas salpicaduras, para evitar posibles problemas de fiabilidad en caso de cortocircuito.
Las soluciones de soldadura por láser de fibra para conexiones eléctricas en módulos de baterías que utilizan láseres de modo ajustable de doble haz y medición de la soldadura por láser en tiempo real proporcionan una soldadura de baja porosidad y sin salpicaduras de las conexiones de cobre, así como una garantía de calidad de la soldadura inigualable, que permite la reelaboración inmediata de cualquier soldadura deficiente debida a defectos en la calidad del material, la manipulación de las piezas o la contaminación. Este retrabajo puede salvar módulos enteros de baterías.
Carcasas
Las carcasas para baterías suelen estar fabricadas con un material rígido y duradero, como aluminio, acero o plásticos reforzados, capaz de resistir los daños provocados por golpes, vibraciones, humedad y otros factores ambientales, así como de proteger las celdas y los módulos en caso de impacto. También proporcionan aislamiento térmico y ayudan a disipar el calor generado por las células durante la carga y la descarga.
Por lo tanto, las soldaduras de alta integridad y alta resistencia son un requisito obligatorio. Al igual que ocurre con la soldadura de conexiones eléctricas, los láseres de modo ajustable de doble haz permiten soldar carcasas de aluminio con baja porosidad, así como soldar carcasas sobre la marcha a alta velocidad.
Tanto si necesita demostrar la viabilidad del procesamiento por láser con sus piezas, como si simplemente desea intercambiar ideas de diseño e implementación sobre sus procesos de fabricación de e-mobility con un ingeniero láser experimentado, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
IPG es líder mundial en tecnología láser de fibra y expertos en procesamiento de materiales. Aplicamos esta experiencia a nuestras soluciones de e-movilidad, con el único propósito de ofrecer a los fabricantes las herramientas más fiables y altamente productivas a través del procesamiento láser para obtener los mejores resultados en las aplicaciones de e-movilidad.
Obtenga más información sobre la gama completa de soluciones de e-movilidad que IPG ofrece aquí.
Recursos pertinentes
Soluciones para baterías de VE
Descubra las cuatro ventajas clave que ofrece la soldadura láser para la fabricación de baterías.