Resistencia interna y DCIR: qué predice la cifra

La resistencia interna de una celda no es un solo número. Es la suma de varios mecanismos que responden en escalas de tiempo distintas: la resistencia electrónica de los colectores y las lengüetas, la resistencia iónica del electrolito y el separador, y la polarización que se acumula en los electrodos al circular corriente. Una medición que termina en milisegundos ve las dos primeras; una medición que mantiene corriente durante diez segundos ve las tres.

ACIR y DCIR no son intercambiables

Ambas son mediciones legítimas. El error es usar la cifra ACIR para predecir comportamiento DC, lo que subestima la caída que verá el pack.

El DCIR se obtiene del escalón de tensión: aplicar una corriente conocida, medir el cambio de tensión tras un tiempo definido y dividir. El tiempo importa: un valor a 10 segundos no es comparable con uno a 1 segundo, y una ficha técnica que omite la duración del pulso publica una cifra que usted no puede reproducir.

Lo que la cifra le cuesta en un pack real

La aritmética es lo bastante simple para hacerla en un sobre y merece la pena antes del primer prototipo:

• Una celda con 25 mΩ de DCIR a 8 A pierde 200 mV.
• Diez en serie pierden 2.0 V: en un pack de 36 V, esa es la diferencia entre 3.6 V y 3.4 V por celda bajo carga.
• La misma corriente por una celda de 50 mΩ pierde 400 mV por celda, el doble, con idéntica capacidad.
• El calor es I²R: 8 A por 25 mΩ disipan 1.6 W por celda. Por 50 mΩ, 3.2 W, que es un problema térmico y no solo de eficiencia.

Por eso dos celdas de la misma capacidad pueden comportarse de forma completamente distinta en el mismo pack. La de mayor impedancia alcanza antes el corte de baja tensión, el BMS dispara y el usuario concluye que el pack está vacío cuando todavía queda una fracción relevante de su capacidad.

Qué mueve la cifra en servicio

• Temperatura. Un electrolito frío eleva la resistencia con fuerza; un pack que rinde bien a 25 °C puede perder buena parte de su potencia útil a −10 °C. Es la variable individual más grande.
• Estado de carga (SoC). La resistencia es mínima en la zona media del rango de carga y sube en ambos extremos, y por eso los últimos porcentajes de carga entregan mucha menos potencia.
• Edad. La impedancia sube con los ciclos y con el tiempo en reposo; un pack al final de su vida puede tener una vez y media la resistencia que tenía nuevo.
• Calidad de soldadura e interconexión. Una soldadura deficiente añade resistencia fuera de la celda, y es invisible en la ficha técnica de la celda.

Cuánta dispersión tolera un pack

Las celdas de una cadena en serie llevan la misma corriente, así que una celda con más resistencia disipa más calor y llega antes a su corte. Ambos efectos se aceleran: la celda más caliente envejece más rápido, su resistencia sube aún más y el desequilibrio crece.

La regla práctica en el montaje de packs es agrupar las celdas por capacidad e impedancia medidas antes de construir la cadena, y mantener la dispersión en una banda estrecha —habitualmente unos pocos por ciento, más estrecha en packs de alta corriente—. El umbral exacto es una decisión de diseño, no una norma, pero la dirección no es negociable: cuanto más estrecho el grupo, más tiempo se mantiene equilibrado el pack.

Medir sin engañarse

1. Use medición de cuatro hilos. La resistencia de contacto en las puntas puede superar la de la propia celda si emplea pinzas de dos hilos.
2. Fije el estado de carga y la temperatura antes de medir, y registre ambos. Una cifra de resistencia sin ellos no es reproducible.
3. Fije la duración del pulso y la magnitud de la corriente. El DCIR depende de las dos.
4. Mida la misma celda dos veces para conocer su propia repetibilidad antes de comparar celdas.
5. Compare lo comparable: un ACIR de un laboratorio y un DCIR de otro no son una comparación.

De la medición al pack: el paso de clasificación

Medir la impedancia solo se paga si cambia lo que entra en un pack. En la práctica eso significa un paso de clasificación entre la recepción y el montaje, con tres salidas: celdas que cumplen la banda y se agrupan, celdas fuera de banda que vuelven a stock para uso de menor corriente, y celdas que no pasan una comprobación de coherencia y quedan en cuarentena.

1. Mida cada celda a un estado de carga fijo y con la temperatura registrada.
2. Clasifique en bandas más estrechas que el requisito del pack, no iguales a él: la banda debe absorber la repetibilidad de la medición además de la variación entre celdas.
3. Construya cadenas a partir de una sola banda y, cuando sea posible, de un solo lote.
4. Registre la banda en la etiqueta de número de serie del pack o en el registro de fabricación, para que un fallo posterior pueda rastrearse hasta una cohorte.
5. Vuelva a medir una muestra de packs terminados para confirmar que la resistencia montada es la que predecían los datos de celda.

El último paso es el que detecta problemas de montaje. Si el pack terminado mide materialmente más que la suma de sus celdas, la diferencia está en las soldaduras, el busbar o el cableado de medida, y encontrarla en ese punto es mucho más barato que en un producto devuelto.

Lo que la impedancia no le dice

Una celda de baja impedancia no es automáticamente segura, y una de alta impedancia no es automáticamente una celda que falla. La impedancia no dice nada sobre la integridad del separador, la contaminación ni el comportamiento ante un cortocircuito interno. Tampoco predice por sí sola la vida útil en ciclos: una celda puede mantener su impedancia y aun así perder capacidad.

Trátela como un eje: indica cuánta tensión cede la celda bajo carga y cuánto calor genera al hacerlo. Ambos importan para el diseño, ninguno es una evaluación de seguridad.

Questions this guide does not answer in passing