Las baterías son esencialmente un conjunto de módulos individuales, compuestos por celdas de batería de ionen litio, que se disponen y conectan para proporcionar la energía necesaria para alimentar un vehículo eléctrico. Como uno de los componentes más críticos del vehículo, la batería determina el rendimiento, la autonomía y el coste total del coche.
Una batería típica se compone de un gran número de celdas y módulos individuales, que pueden conectarse en serie, en paralelo o en una combinación de ambos. En muchos casos, estas conexiones deben realizarse entre metales diferentes.
Una vez conectadas las celdas y los módulos, se encaja todo el paquete de baterías. Las carcasas mecánicas utilizadas para encerrar los paquetes de baterías no solo los protegen, sino que también funcionan como elementos estructurales del vehículo.
Por lo tanto, la fabricación de paquetes de baterías generalmente implica dos procesos relacionados: la creación de las conexiones eléctricas y las carcasas mecánicas que encierran los elementos eléctricos.
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Baterías para vehículos eléctricos: retos de la producción a alta velocidad
Conexiones
Las conexiones eléctricas correctamente unidas garantizan que las celdas y los módulos de la batería funcionen juntos como un sistema de almacenamiento de energía unificado. Transportan la corriente eléctrica entre los elementos mencionados, lo que permite una carga y descarga coordinadas.
Las conexiones deben estar diseñadas para soportar las altas corrientes y voltajes generados durante la carga y 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, en la mayoría de los casos, los materiales utilizados son diferentes 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 por cortocircuitos.
Las soluciones de soldadura láser de fibra para conexiones eléctricas en paquetes de baterías que utilizan láseres de modo ajustable de doble haz y medición de soldadura láser en tiempo real proporcionan una soldadura de conexiones de cobre con baja porosidad y sin salpicaduras, así como una garantía de calidad de soldadura inigualable, lo que permite la reelaboración inmediata de cualquier soldadura deficiente debido a defectos en la calidad del material, la manipulación de las piezas o la contaminación. Esta reelaboración puede salvar módulos de batería completos.
Cajas
Las cajas para baterías suelen estar fabricadas con materiales rígidos y duraderos, como aluminio, acero o plásticos reforzados, que pueden soportar daños causados por impactos, vibraciones, humedad y otros factores ambientales, además de proteger las celdas y los módulos en caso de impacto. También proporcionan aislamiento térmico y ayudan a disipar el calor generado por las celdas durante la carga y descarga.
Por lo tanto, es obligatorio que las soldaduras sean de alta integridad y resistencia. Al igual que con las conexiones eléctricas soldadas, los láseres de modo ajustable de doble haz permiten soldar cajas de aluminio con baja porosidad, así como soldar cajas a alta velocidad y sobre la marcha.
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