Paquetes de baterías de litio personalizados para fabricantes de equipos originales industriales: desde los requisitos del sistema hasta la producción confiable.

¿Cuándo es la opción correcta un paquete de baterías de litio personalizado?

Una batería personalizada resulta útil cuando la máquina no puede ser alimentada de forma fiable por una plataforma de batería estándar sin modificar los requisitos eléctricos, mecánicos, de carga o de comunicación críticos.

Para los fabricantes de equipos originales industriales, la decisión no debería comenzar con:

“¿Puedes fabricar una batería de 48 V y 100 Ah?”

Debe comenzar con:

“¿Qué requisitos debe cumplir el equipo con respecto a la batería durante su funcionamiento real?”

Esa diferencia es importante porque una batería funciona como parte de un sistema completo. Interactúa con el controlador, el cargador, los motores, los actuadores, el sistema de gestión de baterías (BMS), la carcasa mecánica, la red de comunicación y el entorno operativo.

Una batería estándar puede ser la mejor opción cuando sus especificaciones existentes ya coinciden:

• Rango de voltaje requerido
• Corriente continua y corriente máxima
• Tiempo de ejecución
• Método de carga
• Espacio de instalación
• Conector
• Comportamiento del BMS
• Requisitos de comunicación

La personalización cobra mayor relevancia cuando una o más de estas interfaces no pueden ser replicadas por una plataforma existente.

Por ejemplo, un vehículo guiado automáticamente (AGV) puede requerir una corriente máxima específica durante la aceleración, un compartimento de batería limitado, carga de oportunidad y comunicación CAN con el controlador del vehículo. Un robot puede requerir un montaje, suministro de corriente, acceso para mantenimiento y comportamiento de comunicación diferentes.

En estas situaciones, los paquetes de baterías de litio personalizados deben tratarse como proyectos de integración de equipos en lugar de productos de catálogo modificados.

Los compradores OEM pueden consultar primero los productos de baterías de litio industriales de Dailymag para determinar si una plataforma existente puede servir como punto de partida.

Por lo tanto, una primera decisión útil es:

El objetivo no es maximizar la personalización.

Se trata de identificar qué interfaces necesitan ser personalizadas para que la batería se adapte al equipo sin generar una complejidad de ingeniería innecesaria.

Paso 1: Definir los requisitos del sistema antes del diseño de la batería.

La parte más importante de un proyecto de batería personalizada ocurre antes de que se construya un prototipo.

Un proveedor no puede dimensionar ni configurar correctamente el paquete si los requisitos del equipo están incompletos.

Por lo tanto, los equipos de los fabricantes de equipos originales (OEM) deben definir la aplicación en términos de voltaje, energía, corriente, carga, entorno y ciclo de trabajo operativo .

Defina la ventana de voltaje completa.

El voltaje nominal por sí solo no demuestra la compatibilidad.

Un sistema de baterías debe evaluarse en función de:

• Tensión nominal del sistema
• Voltaje máximo admisible
• Tensión mínima de funcionamiento
• Voltaje de salida del cargador
• Límites del controlador
• Limitaciones de cualquier convertidor o inversor CC/CC

Esto es especialmente importante al reemplazar una batería existente.

Dos baterías pueden describirse como de "48 V" aunque funcionen en diferentes rangos de voltaje.

Por lo tanto, es necesario considerar conjuntamente la batería, el cargador, el controlador y los componentes electrónicos conectados.

El tamaño del tiempo de ejecución depende de la demanda de energía, no solo de Ah.

Los amperios-hora son útiles, pero el fabricante de equipos originales (OEM) primero debe comprender cuánta energía utilizable necesita la máquina entre cada oportunidad de carga.

Entre las entradas útiles se incluyen:

• Carga media del equipo
• Horario de funcionamiento requerido
• Períodos de inactividad
• Ciclo de trabajo
• Frecuencia de carga
• Cobro de oportunidad
• Reserva obligatoria

Sobredimensionar la batería no la hace automáticamente más segura.

Un paquete más grande puede aumentar:

• Peso
• Costo
• Espacio de instalación
• Tiempo de carga
• Carga estructural

Un mejor diseño se centra en el tiempo de ejecución requerido con un margen de ingeniería adecuado.

Separar la corriente continua de la corriente pico

Los equipos industriales rara vez funcionan con una corriente constante.

Los vehículos guiados automáticamente (AGV), los robots, los mecanismos de elevación, las bombas y los equipos accionados por motor pueden requerir mucha más potencia durante:

• Puesta en marcha
• Aceleración
• Levantamiento
• Torneado
• Movimiento del actuador
• Cargas simultáneas

Por lo tanto, el fabricante de equipos originales (OEM) debería definir ambos:

Corriente continua : demanda sostenida durante el funcionamiento normal.

Corriente pico : demanda máxima de corta duración.

La corriente máxima también debe incluir la duración .

Un breve pico de corriente y una carga elevada que dure varios minutos generan diferentes requisitos para la batería y el sistema de gestión de la batería (BMS).

Si esta información no está definida, una batería puede parecer adecuada en cuanto a capacidad, pero aun así activar la protección durante su funcionamiento real.

Incluir la facturación como parte del sistema.

Los requisitos de carga deben establecerse en una fase temprana, no después de que la batería esté diseñada.

La información relevante puede incluir:

• Voltaje de salida del cargador
• corriente de carga
• Tiempo de carga disponible
• Compatibilidad con cargadores existentes
• Estrategia de cobro por oportunidad
• Interfaz de carga de la máquina

Cambiar la batería sin revisar el cargador puede generar problemas de compatibilidad, incluso cuando la batería sea compatible con el equipo.

Para obtener una lista más detallada de los insumos que un fabricante de equipos originales (OEM) debe preparar, utilice la lista de verificación de solicitud de cotización (RFQ) de paquetes de baterías de litio personalizadas de Dailymag.

Un resumen de proyecto útil normalmente debería incluir:

Cuando se desconoce alguno de estos valores, debe identificarse como una cuestión de ingeniería en lugar de sustituirla por una suposición.

Esto hace que el proceso de desarrollo sea más fiable y reduce la necesidad de rediseñarlo después del muestreo.

Paso 2: Integrar el sistema de gestión de edificios (BMS), las comunicaciones y las interfaces mecánicas.

Una vez comprendidos los requisitos eléctricos básicos, la siguiente decisión es si la batería puede comunicarse, encajar, cargarse y funcionar correctamente dentro de la máquina.

Es aquí donde muchos proyectos de baterías aparentemente sencillos se convierten en verdaderos proyectos de integración de sistemas.

Trate el BMS como una interfaz de equipo.

Un sistema de gestión de baterías no es simplemente un componente oculto dentro del paquete.

Su comportamiento puede afectar directamente al funcionamiento de la máquina.

Dependiendo del proyecto, el BMS puede gestionar o informar sobre:

• Voltaje de la celda y del paquete
• Actual
• Temperatura
• Límites de cobro
• Límites de descarga
• Eventos sobrecorriente
• Protección contra cortocircuitos
• Equilibrio celular
• Estado de carga
• Condiciones de falla
• Información de alarma

Para un fabricante de equipos originales (OEM), la pregunta importante no es:

“¿Esta batería tiene un sistema de gestión de batería (BMS)?”

Es:

¿Coincide el comportamiento del BMS con el del controlador, el cargador, el perfil de carga y la lógica de funcionamiento de la máquina?

Los parámetros de protección adecuados para una aplicación pueden provocar fallos en otra máquina bajo cargas máximas normales.

Por lo tanto, la configuración del BMS debería formar parte de las especificaciones aprobadas de la batería.

CAN o RS485 es solo el comienzo

Una batería descrita como "compatible con CAN" no es automáticamente compatible con todas las máquinas basadas en CAN.

Lo mismo se aplica a RS485.

El equipo de ingeniería también podría necesitar definir:

• Velocidad en baudios
• Identificadores de mensajes
• Definiciones de registro
• Escalado de datos
• Informe de voltaje
• Informes actuales
• Información SOC
• Datos de temperatura
• Definiciones de alarma
• Frecuencia de actualización
• Comportamiento de tiempo de espera
• Lógica de despertar y dormir

La confirmación a nivel de protocolo es especialmente importante para los AGV, RGV, robots, vehículos automatizados y equipos industriales inteligentes.

Una regla útil es:

El nombre de la interfaz no equivale a la compatibilidad del protocolo.

El controlador y la batería deben validarse conjuntamente.

La guía de soluciones personalizadas para paquetes de baterías de litio de Dailymag abarca la relación más amplia entre la batería, el sistema de gestión de baterías (BMS), la comunicación, el cargador y las interfaces de los equipos.

El ajuste mecánico debe estar definido antes de la producción.

Una batería puede cumplir con todos los requisitos eléctricos y aun así hacer fracasar el proyecto si no se ajusta correctamente al equipo.

Los requisitos mecánicos pueden incluir:

• Longitud, anchura y altura máximas
• Orientación de instalación
• Orificios de montaje
• Corchetes
• Posición del mango
• Ubicación del conector
• Dirección de salida del cable
• Longitud del cable
• Autorización de servicio
• Ruta de extracción de la batería
• Posición de la etiqueta
• Límites de peso

Los proyectos de reemplazo requieren aún más atención.

Es posible que la nueva batería deba mantener la compatibilidad con una existente:

• Compartimento de la batería
• Conector
• Cargador
• Controlador
• Trayectoria del cable
• Estructura de montaje

Por este motivo, los planos, los detalles de los conectores, las fotografías y la información existente sobre la batería suelen ser más valiosos que una simple solicitud de voltaje y capacidad.

Al final de esta etapa, el fabricante de equipos originales (OEM) debería tener una idea clara de la interfaz eléctrica, la interfaz de comunicación y la estructura mecánica de la batería.

Paso 3: Elija el nivel de personalización adecuado y controle los costos.

Un diseño totalmente personalizado no es automáticamente la mejor solución de ingeniería.

Antes de crear nuevo hardware, el comprador y el proveedor deben determinar qué parte del proyecto puede utilizar una plataforma de baterías existente.

Esto reduce el trabajo de ingeniería innecesario y ayuda a controlar los costes de desarrollo.

Comparar tres trayectorias de desarrollo

Muchos proyectos industriales se sitúan en la categoría intermedia.

Por ejemplo, una arquitectura de batería existente puede que ya admita el voltaje y la corriente requeridos, mientras que el fabricante de equipos originales solo necesita:

• Conector diferente
• Longitud del cable modificada
• Ajuste de vivienda
• Cambios en los parámetros del BMS
• Integración de la comunicación
• Cambios en el etiquetado

En estos casos, adaptar una plataforma existente puede resultar una opción más eficiente que rediseñar el paquete completo.

Comprenda los verdaderos factores que influyen en los costos.

El precio de una batería de fabricante original (OEM) está influenciado por más factores que solo la capacidad.

Entre los factores que influyen en los costos se incluyen los siguientes:

• Energía requerida
• Corriente continua
• Corriente máxima
• Funcionalidad del BMS
• Requisitos de comunicación
• Diseño de la carcasa
• Conector y conjunto de cables
• Personalización mecánica
• Cantidad de prototipos
• Alcance de las pruebas
• Documentación
• Embalaje
• Volumen de producción

Por eso, no se deben comparar los presupuestos de baterías hasta que se haya definido el alcance técnico.

Un presupuesto más bajo puede deberse simplemente a un sistema de gestión de baterías (BMS) diferente, una capacidad de corriente diferente, una carcasa diferente o un alcance de prueba reducido.

Esa no es una comparación verdaderamente equitativa.

Reduzca los costos eliminando personalizaciones innecesarias.

Los compradores de equipos originales (OEM) pueden preguntar:

• ¿Se puede utilizar una plataforma eléctrica ya existente?
• ¿Es realmente necesaria toda la capacidad solicitada?
• ¿Puede la carcasa seguir siendo estándar?
• ¿Se pueden estandarizar los conectores?
• ¿Qué características del sistema de gestión de edificios (BMS) son necesarias?
• ¿Qué funciones de comunicación se utilizan realmente?
• ¿El embalaje requiere personalización?

El objetivo es simplificar el proyecto sin eliminar funciones que afecten a la compatibilidad de los equipos.

Esta distinción es importante:

La optimización de costes elimina la complejidad innecesaria. La reducción de costes elimina la capacidad necesaria.

Un buen programa de baterías personalizadas debe centrarse en lo primero.

Paso 4: Validar el prototipo y convertirlo en una especificación de producción.

Un prototipo exitoso no supone el final del proceso de desarrollo.

Es el punto en el que se prueba la configuración de batería propuesta comparándola con los requisitos de la máquina.

Por lo tanto, el prototipo debe validarse conforme a criterios de aceptación específicos.

Validar la batería en el equipo.

Un programa de validación útil puede incluir:

Rendimiento eléctrico

• Comportamiento del voltaje
• Tiempo de ejecución
• Carga continua
• Carga máxima
• Carga

Integración de sistemas

• Comportamiento del BMS
• Comunicación CAN o RS485
• Respuesta del controlador
• Gestión de fallos

Integración mecánica

• Adaptar
• Montaje
• Acceso al conector
• Enrutamiento de cables
• Instalación y desmontaje

Comportamiento operativo

• Puesta en marcha
• Aceleración
• Eventos de alta carga
• ciclos de carga
• Ciclo de trabajo representativo de la máquina

Una breve prueba sin carga suele ser insuficiente para los equipos industriales.

La batería debe probarse en condiciones que representen el uso real que se le dará a la máquina.

Congelar la configuración aprobada

Una vez validada la muestra, la batería aprobada debe cumplir con una especificación controlada.

Los elementos relevantes pueden incluir:

• Requisitos eléctricos
• Parámetros del BMS
• Configuración de comunicación
• Dibujos mecánicos
• Conector
• Conjunto de cables
• Etiquetas
• Embalaje
• Criterios de aceptación

Esto evita que el prototipo aprobado se convierta únicamente en una referencia visual.

El equipo de producción necesita una versión definida que pueda reproducirse.

Utilice la producción piloto como una puerta de decisión independiente.

Respuestas de validación de prototipos:

¿Puede funcionar este diseño?

Respuestas de producción del piloto:

¿Puede el proceso de fabricación previsto reproducirlo de forma consistente?

Esa distinción es importante.

La producción piloto puede revelar problemas que podrían no aparecer en una sola muestra de ingeniería, tales como:

• Variación del conector
• Errores en el tendido de cables
• Diferencias en la programación del BMS
• Variación de ensamblaje
• Problemas de etiquetado
• Inconsistencias en el empaque

Por lo tanto, una ruta de desarrollo práctica para fabricantes de equipos originales (OEM) es:

Requisitos → revisión del diseño → prototipo → validación del equipo → congelación de especificaciones → producción piloto → producción en masa

Para programas de mayor envergadura, la guía de Dailymag sobre pedidos al por mayor de baterías de litio industriales explica por qué las compras por volumen deben gestionarse como un programa de suministro controlado en lugar de simplemente como un pedido de muestra más grande.

Paso 5: Evaluar el control de producción y el suministro a largo plazo.

Para los fabricantes de equipos originales industriales, la relación con el proveedor de baterías no termina cuando se envía el primer lote de producción.

Es posible que el paquete deba seguir siendo compatible con la máquina en pedidos repetidos, ante la demanda de reemplazo y para cubrir futuros requisitos de servicio.

Eso convierte el control de la producción y la gestión de revisiones en criterios de compra importantes.

Compruebe si la producción se ajusta al diseño aprobado.

Los compradores de equipos originales (OEM) deben preguntar cómo se transfiere la configuración de batería aprobada a la producción.

Los controles pertinentes pueden incluir:

• Dibujos aprobados
• Especificaciones de componentes aprobadas
• Configuración del BMS
• Configuración de comunicación
• Instrucciones de montaje
• Requisitos de inspección
• Pruebas finales
• Trazabilidad
• Estado de la revisión

El proveedor debería poder explicar cómo se vincula la batería de producción con la versión del proyecto aprobada.

Las afirmaciones genéricas como "tenemos un control de calidad estricto" aportan un valor limitado a menos que estén relacionadas con los requisitos específicos del producto.

La guía de auditoría de fábricas de baterías de Dailymag proporciona un marco más detallado para evaluar la responsabilidad de la ingeniería, los controles de producción, las pruebas, la trazabilidad y la gestión de cambios.

Cambios de ingeniería de control

Durante el ciclo de vida de un producto OEM, pueden producirse cambios en:

• Células
• Hardware BMS
• Firmware
• Configuración de BMS
• Conectores
• Cables
• Recintos
• Etiquetas
• Embalaje

Un cambio no implica automáticamente un problema de calidad.

El riesgo real reside en un cambio incontrolado que afecte a la interfaz de máquina aprobada.

Por lo tanto, los compradores deben comprender:

• Cómo se identifica la revisión aprobada
• ¿Qué cambios requieren revisión de ingeniería?
• Cómo se documentan las desviaciones
• Cuando se requiere la aprobación del cliente
• Cómo se mantiene la compatibilidad de las baterías de repuesto

Esto cobra cada vez más importancia cuando el equipo permanece en producción durante varios años.

Evalúe el suministro recurrente, no solo el primer pedido.

La decisión a largo plazo sobre el proveedor debe considerar si el socio de baterías puede brindar soporte para:

• Repetir la producción
• Demanda de repuestos
• Control de revisiones
• Comunicación técnica
• Requisitos de embalaje
• Coordinación logística
• Soporte postventa

Los servicios de desarrollo y soporte de baterías de Dailymag abarcan el diseño del producto, el muestreo, el apoyo a la I+D, la gestión de la calidad, el embalaje, el transporte, la logística y el servicio posventa.

Por lo tanto, para los compradores OEM, la decisión final sobre el proveedor debe basarse en la capacidad de mantener la configuración del sistema aprobada , y no simplemente en la capacidad de entregar una muestra exitosa.

Preguntas frecuentes: Paquetes de baterías de litio personalizados

¿Qué información se necesita para desarrollar un paquete de baterías de litio personalizado?

Comience con la aplicación del equipo, el rango de voltaje, el tiempo de funcionamiento requerido, la corriente continua, la corriente pico y la duración, la información del cargador, las dimensiones de instalación, el conector, los requisitos de comunicación, el entorno operativo y la cantidad prevista.

¿Una batería personalizada siempre es mejor que una batería estándar?

No. Si una batería estándar ya cumple con los requisitos eléctricos, mecánicos, de carga, de gestión de batería (BMS) y de comunicación, puede ofrecer una solución más rápida y sencilla. La personalización debe resolver una necesidad real de integración.

¿Se puede modificar una plataforma de baterías existente?

Sí. Una plataforma estándar modificada puede ser útil cuando la arquitectura principal de voltaje, energía y corriente ya se ajusta, pero es necesario ajustar los conectores, los cables, la configuración del BMS, la carcasa o la comunicación.

¿Cómo se selecciona la capacidad de la batería para equipos industriales?

La capacidad debe basarse en el consumo de energía de la máquina, el ciclo de trabajo, el tiempo de funcionamiento requerido, las oportunidades de carga y el margen operativo adecuado, en lugar de solo en los Ah.

¿Por qué es importante la corriente máxima?

Los motores y actuadores pueden requerir breves periodos de alta corriente durante el arranque, la aceleración, el levantamiento u otros eventos de alta carga. Si la batería o el sistema de gestión de la batería (BMS) no pueden soportar dicha demanda, el sistema de protección podría interrumpir el funcionamiento.

¿Las baterías de litio personalizadas son compatibles con CAN o RS485?

Pueden diseñarse en función de los requisitos de comunicación, pero la interfaz por sí sola no es suficiente. Los detalles del protocolo, como la velocidad de transmisión, las definiciones de datos, los mensajes, las alarmas y la temporización, deben validarse con el controlador de la máquina.

¿Qué se debe probar durante la validación del prototipo?

El fabricante de equipos originales (OEM) debe verificar el rendimiento eléctrico, el tiempo de funcionamiento, las cargas máximas, la carga, el comportamiento del sistema de gestión de baterías (BMS), la comunicación, la instalación mecánica y los ciclos de funcionamiento representativos de la máquina.

¿Por qué es importante la congelación de las especificaciones?

Convierte la muestra validada en una configuración de producción controlada y ayuda a reducir las diferencias entre el prototipo aprobado y los futuros lotes de producción.

¿Debería un proyecto utilizar la producción piloto antes de realizar un pedido a granel?

En el caso de proyectos OEM técnicamente complejos, la producción piloto puede ayudar a verificar si el proceso de fabricación reproduce de forma consistente el diseño validado antes de su lanzamiento a mayor escala.

¿Cómo debe un fabricante de equipos originales (OEM) evaluar a un proveedor de baterías personalizadas?

Céntrese en la comprensión de la aplicación, la capacidad de ingeniería, la integración del sistema de gestión de edificios (BMS) y las comunicaciones, la validación de prototipos, el control de la producción, la gestión de cambios y la capacidad de suministro recurrente, en lugar de centrarse únicamente en el precio.

Conclusión

Para los paquetes de baterías de litio personalizados , los compradores OEM deben centrarse en cuatro decisiones: definir los requisitos eléctricos y de tiempo de funcionamiento reales, confirmar la compatibilidad entre el BMS, la comunicación y los componentes mecánicos, validar la batería en el equipo real y garantizar que el diseño aprobado se pueda reproducir de forma consistente en la producción.

Por lo tanto, el proyecto más sólido no es el que tiene mayor personalización, sino el que cuenta con la personalización adecuada y una ampliación controlada .

Para un nuevo proyecto de baterías para fabricantes de equipos originales (OEM), envíe los requisitos de su solicitud a Dailymag para su evaluación.