Pruebas de baterías
Cómo las pruebas de baterías evitan las averías antes de que se produzcan
Pruebas de baterías eficientes para una baterías seguras
El funcionamiento fiable de las baterías es imprescindible para las tecnologías modernas. Cada avería de una batería puede tener consecuencias graves; desde el apagado no planificado de ordenadores hasta la detención completa de un vehículo. Por ello, las pruebas sistemáticas de baterías son la base para conseguir acumuladores de energía seguros y eficientes.
Por qué son decisivas las pruebas de baterías
Las pruebas de baterías garantizan, por un lado, que los productos funcionen de la manera esperada y, por otro, permiten investigar y desarrollar tecnologías avanzadas. Juegan un papel esencial especialmente en la movilidad eléctrica, ya que las baterías influyen en el rendimiento, la autonomía, la aceleración y la potencia total del vehículo.
Otro aspecto importante es la seguridad. Las pruebas de baterías ayudan a identificar problemas potenciales que podrían afectar al rendimiento de la batería, por ejemplo, degradación, sobrecalentamiento y problemas de carga y descarga. También se prueba la resistencia a vibraciones, golpes y estrés mecánico, lo cual reduce el riesgo de avería y mejora la seguridad total.
SoH y SoC
El estado de salud (SoH por sus siglas en inglés) es un indicador de calidad que describe el estado de una batería en comparación con su estado ideal. Es un dato porcentual, en el que el 100 % corresponde a una batería en perfecto estado. Matemáticamente, el SoH se define como la relación entre la carga máxima de la batería y su capacidad nominal. Una batería con un SoH del 80 % solo puede retener el 80 % de la carga que podría alojar su capacidad nominal.
El estado de carga (SoC por sus siglas en inglés) indica el estado momentáneo de la energía en forma de porcentaje de la capacidad total, es decir, una instantánea de la energía disponible, comparable a un indicador de combustible.
Clasificación y normas
En la industria, las pruebas de baterías se regulan mediante diversas normas nacionales e internacionales que garantizan tanto la seguridad como el rendimiento de las baterías.
Niveles de riesgo EUCAR
El European Council for Automotive R&D (EUCAR), una asociación de fabricantes de automóviles europeos, ha desarrollado un importante sistema de clasificación para la seguridad de las baterías. Este sistema clasifica las posibles situaciones de peligro en ocho categorías de riesgos claramente definidas. Los niveles de riesgo EUCAR van desde el nivel 0 (ningún efecto) hasta el nivel crítico 7 (explosión), y describen reacciones precisas de una batería en condiciones de prueba.
| Nivel | Descripción |
|---|---|
| 0 | Sin efecto, sin impacto negativo en la funcionalidad |
| 1 | Mecanismos de protección pasivos activados, daños reversibles |
| 2 | Daños irreversibles |
| 3 | Pérdida de electrolito <50%, sin formación de llamas, sin escape de gas |
| 4 | Pérdida de electrolito ≥50%, sin formación de llamas |
| 5 | Fuego o llamas, sin explosión |
| 6 | Rotura, sin explosión, se proyectan piezas |
| 7 | Explosión, desintegración total |
Esta clasificación ayuda a estimar el riesgo en las pruebas de baterías y a definir las medidas de protección adecuadas para el personal y el entorno de pruebas.
Tipos de pruebas de baterías
Para la evaluación completa de las baterías, se utilizan diversos métodos de prueba:
Pruebas de envejecimiento (Aging Tests)
Las pruebas de envejecimiento examinan la degeneración de la batería simulando el funcionamiento a largo plazo mediante la repetición de ciclos de carga y descarga en condiciones controladas. El objetivo es determinar la vida útil y la disminución del rendimiento (pérdida de capacidad) de la batería. Las pruebas de envejecimiento cíclicas simulan el uso regular mediante la repetición de cargas y descargas; sin embargo, las pruebas de envejecimiento programadas examinan la pérdida de capacidad a lo largo del tiempo y sin uso activo. En las pruebas de envejecimiento a alta y baja temperatura, la batería se utiliza durante largos periodos de tiempo en diferentes condiciones de temperatura.
Soluciones BINDER:
- Paquete de seguridad A para pruebas de envejecimiento de acumuladores de energía sin corriente (hasta nivel de riesgo EUCAR 2)
- Paquete de seguridad P para pruebas de rendimiento y envejecimiento (hasta nivel de riesgo EUCAR 4)
Pruebas de rendimiento
Las pruebas de rendimiento examinan los parámetros básicos de rendimiento de una batería en diferentes condiciones operativas. Primero se determina la capacidad efectiva con una carga completa y, a continuación, una descarga controlada con corriente constante.
Además, se comprueban los siguientes parámetros:
- Resistencia interna e impedancia para evaluar las propiedades eléctricas
- Rendimiento a diferentes temperaturas (de -30 °C a +60 °C)
- Tasa de autodescarga en períodos de almacenamiento prolongados
Para estas pruebas se utilizan sistemas de batería especializados con dispositivos de medición de alta precisión que registran tensiones, corrientes y temperaturas con elevada exactitud.
Soluciones BINDER:
- Paquete de seguridad P para pruebas de rendimiento y envejecimiento (hasta nivel de riesgo EUCAR 4)
- Paquete de seguridad P Plus para pruebas de rendimiento ampliadas (hasta nivel de riesgo EUCAR 5)
- Paquete de seguridad G con dispositivos de seguridad adicionales y sistema de sensores avanzado para pruebas de rendimiento ampliadas (hasta nivel de riesgo EUCAR 5)
Pruebas de estrés
Las pruebas de estrés comprueban el comportamiento de las baterías en condiciones extremas. Las pruebas de estrés en el nivel de riesgo 6 simulan escenarios de fallo de baterías críticos, pero controlados. El objetivo es provocar una fuerte reacción como desgasificación, incremento de presión o deformación estructural, pero sin llama abierta, explosión ni embalamiento térmico completo. Los desencadenantes típicos son la sobrecarga intencionada, el calentamiento externo por debajo de umbrales críticos o la carga eléctrica errónea. Durante la prueba se vigilan continuamente las emisiones de gas, la variación de temperatura y los cambios estructurales con el fin de detectar posibles riesgos de seguridad de forma temprana. Estas pruebas proporcionan hallazgos importantes sobre los límites de carga y la clasificación de riesgos de la batería en el marco de la evaluación de seguridad.
Solución BINDER:
- Paquete de seguridad S para pruebas de estrés hasta nivel de riesgo EUCAR 6
Cámaras de pruebas de baterías BINDER
Para realizar pruebas de baterías precisas y seguras, es imprescindible tener unas condiciones de prueba especializadas. Las cámaras de pruebas de baterías son la pieza central de los procedimientos de prueba modernos y garantizan condiciones controladas para todos los escenarios de pruebas.
Soluciones específicas para cada cliente
BINDER ha desarrollado soluciones específicas para pruebas de baterías que se adaptan a los requisitos de diferentes procedimientos de prueba. Dado que las condiciones y los entornos de prueba varían de un cliente a otro, BINDER no ofrece equipos estándar, sino soluciones individuales para el ámbito de pruebas de baterías. Cada cámara de pruebas de baterías de BINDER es un equipo configurado individualmente. La base es siempre un modelo de serie acreditado, como una cámara de clima variable o una incubadora refrigerada, combinada con un paquete de equipamiento:
Descubrir los paquetes de equipamiento para pruebas de baterías
Informes prácticos
Estos proyectos de clientes muestran cómo se utilizan nuestras soluciones concretamente en el ámbito de las pruebas de baterías.
Cámaras de prueba de baterías BINDER
Nuestras cámaras de prueba de baterías se pueden adaptar a sus requisitos específicos y equiparse con funcionalidades adicionales. ¿Tiene alguna pregunta al respecto? Nuestro equipo de expertos estará encantado de asesorarle.