En un artículo previo donde presenté el Titan II les mostré un vehículo todoterreno que puedes imprimir y ensamblar en casa. En este artículo expliqué la función del vehículo, compartí el STL y brindé una descripción general del proyecto.
Sin embargo, hay un aspecto crucial relacionado con este proyecto: la energización del vehículo. Si estás en Latinoamérica (como yo), es probable que comprar una batería recargable de Litio no sea tan fácil. Al menos en Perú hay limitaciones por el peligro que representa el envío de este tipo de artículos.
Si queremos una batería para nuestro proyecto,
¿Qué opciones nos quedan?
Adquirir una batería en sitios como Mercadolibre o Marketplace es una de ellas. Pero también tenemos la opción de armar una nosotros mismos; sé que suena a algo complejo, pero no es una tarea imposible si es que tienes las herramientas adecuadas y las ganas de hacerlo.
Entonces ¿Cómo empezamos este proyecto?
¿Cómo consigo celdas para mi batería?
No estoy seguro de cuántas personas hayan alcanzado a ver algo parecido a esto, pero si naciste en los 90’s como yo, tienes más probabilidades. Si eres más joven, atento al siguiente dato:
Estas laptops tenían unas baterías removibles de gran tamaño y dentro de ellas es posible encontrar celdas 18650, sí, las mismas que usan en Tesla para las baterías de sus vehículos (si no me equivoco para el Model S y el Model X).
Hoy en día la mayoría de estos equipos portátiles están en desuso, acumulados como chatarra o como piezas de recambio para otros portátiles de la época. Normalmente (o al menos eso creo), en todas las ciudades principales existe una zona donde vas a encontrar una alta concentración de tiendas de computación, es decir, muchas tiendas de computadoras y accesorios junto a varios centros de reparación de computadores y comercios periféricos.
Si al visitar esas zonas ves una pila de laptops, estás en el lugar correcto.
Acércate a esos comercios y pregúntales si te pueden vender las baterías de las laptops. Yo las he adquirido por PEN 5.00 (USD 1.40 aproximadamente) y siempre que voy suelo comprar todas las que pueda, entre 10 a 12 baterías.
El único método que conozco para abrirlas es la fuerza bruta: cortar con pinzas metálicas y romper el plástico protector para encontrar las celdas 18650. Es posible que encuentras entre 4 y 6 celdas por batería.
Batería recargable con celdas 18650: El armado
Toma todas las baterías que hayas obtenido y sigue los pasos para el armado de la batería.
Materiales/equipos necesarios
Celdas 18650
Previamente les he comentado de dónde se puede conseguir este componente, pero si en tu país no está prohibido el tránsito de estas celdas o tiene menos complicaciones, te dejo una opción en Aliexpress.
Celdas 18650
Con solo 48 g, esta celda de litio 18650 ofrece una solución ligera para las necesidades de tus proyectos.
Soldador de punto
Este equipo es crucial para el armado de las baterías de litio con celdas 18650 ya que te permite soldar las láminas de níquel sobre las celdas. Te recomiendo adquirir uno similar al que actualmente tengo, es sencillo y tiene buen precio.
Mini soldador de punto
Con una operación sencilla, peso reducido y alta potencia podrás realizar uniones soldadas firmes y duraderas.
Láminas de Níquel
Éstas láminas se caracterizan por su alta conductividad y resistencia a la corrosión, lo que las hace ideales para asegurar conexiones sólidas y duraderas entre las celdas.
Lámina de Níquel para soldadura de punto
Con alta resistencia a la corrosión y conductividad, es el material idóneo para tus soldaduras de punto.
Battery Management System (BMS, opcional):
Este componente es opcional y, básicamente, un buen BMS se encarga de monitorear y balancear activamente las celdas en serie durante la carga y descarga, asegurando que ninguna celda supere su voltaje máximo o caiga por debajo del voltaje mínimo.
BMS – Sistema de protección
BMS 3S 40A, descarga de alta potencia. Protección contra cortocircuitos en la descarga.
Piezas STL: Descárgalos aquí…
En este link de Cults3D te dejo los STL y también los archivos IPT para que puedas descargarlos, imprimirlos y utilizarlos en este proyecto. Al tener los archivos fuente también puedes modificarlos y ajustarlos a tu necesidad.
STL para el paquete de baterías
Descarga los archivos STL y de paso los IPT para que puedas armar el paquete de baterías de este proyecto.
Parte 1: Organizar las celdas 18650 en paquetes óptimos
Hemos visto dónde conseguir las celdas 18650 y los equipos y materiales necesarios para este proyecto. Por lo que es momento de pensar en cómo agrupar las celdas; recordemos que un paquete de baterías que tiene celdas conectadas en serie debe estar bien balanceado para garantizar la seguridad, eficiencia y longevidad del conjunto. En este punto tengo que mencionar que la función del BMS es la de realizar un balanceo activo y proteger a las celdas de sobrepasar el voltaje máximo o caer por debajo del voltaje mínimo.
Para este proyecto específico, estamos prescindiendo del BMS, pero más adelante podríamos profundizar en ¿Cómo instalar una placa BMS a tu paquete de baterías con celdas 18650?
Vamos a lo importante: escoger cómo agrupar las celdas para balancear la carga entre los paquetes. Si nos hacemos a la tarea de forma manual, podríamos hacer un poco más de 30 millones de combinaciones y luego nos tocaría comparar cada combinación a ver cuál de ellas es la que nos brinda los 3 paquetes con cargas más similares (la combinación óptima). Simplemente imposible.
Pero, usando esta web, podemos ahorrarnos el dolor de cabeza que supondría todo este trabajo: rePackr.
Empecemos ingresando la carga en mAh de cada celda rescatada:
No lo detallo en este paso a paso, pero es una tarea pendiente escribir un artículo sobre ¿Cómo medir la capacidad de una celda 18650? Por el momento les puedo comentar que he cargado y descargado las baterías utilizando un cargador de la marca Opus (modelo BT-C3100), y en la pantalla de descarga te muestra la cantidad de mAh que descargó y por ende ya sabes cuál es la capacidad de la celda.
En el siguiente paso ingresamos la cantidad de celdas en serie (3) y cuántas en paralelo (10); estos dos valores definen el voltaje y la capacidad del paquete, respectivamente. Si tienes una necesidad distinta, podrías modificar estos valores y ajustarlos. Luego click en «Generate packs».
La siguiente pantalla muestra la mejor combinación obtenida, es decir, la organización de celdas que permite el mejor balance entre paquetes de celdas.
El resultado muestra la lista de celdas 18650 que debes agrupar en paralelo (10 celdas) para armar los 3 paquetes que luego serán conectados en serie, y muestra también el voltaje nominal y la capacidad total de la batería (en este caso ~17Ah).
Parte 2: Ensamblar los paquetes de celdas 18650
Luego de la organización optimizada, pasamos al armado o ensamble de los paquetes. Para este fin vamos a usar una de las piezas que puedes descargar de Cults3D y que consiste en un soporte sencillo para 10 celdas.
Colocar las celdas en esta posición, nos ayudará más adelante cuando realicemos la soldadura de punto entre ellas y luego entre paquetes de celdas. Es importante reconocer qué lado es el polo positivo y cuál el negativo, de forma que orientemos las celdas siempre en el mismo sentido y podamos soldar con mayor facilidad.
Parte 3: Conectar las celdas en paralelo y los paquetes en serie
La última parte del armado de esta batería es la conexión en paralelo de las celdas que conforman el paquete.
Les dejo el esquema de soldadura de punto que deben realizar:
Y un esquema de conexión hacia los conectores externos que requiere esta batería:
Conclusiones y próximos pasos
Con este proyecto, he querido demostrar cómo, con un poco de ingenio y dedicación, es posible reciclar celdas 18650 de baterías antiguas y crear un sistema de energía eficiente y útil. La experiencia de armar estas baterías no solo me ha permitido reutilizar recursos, sino también aprender más sobre el equilibrio y gestión de las celdas. Recomiendo considerar siempre la seguridad al trabajar con estas tecnologías, incorporando un BMS si es posible. Espero que este artículo inspire a otros a probar proyectos similares, explorando el potencial de la energía sostenible y accesible.
En un siguiente artículo vamos a explorar los próximos pasos en el armado de una batería, acercándonos más a la protección mecánica (un case para la batería, básicamente) y a la instalación del BMS. Además, mostraré un ejemplo de uso para esta batería.
