Conectar en serie (aumentar el voltaje)
El método de conexión en serie del paquete de baterías consiste en conectar los electrodos positivo (+) y negativo (-) de varias baterías en secuencia, con el primer y el último extremo como la salida total. En este método de conexión, el voltaje total = voltaje de celda individual × número de baterías, y la capacidad total = capacidad de celda individual (permanece sin cambios). Por ejemplo, al conectar en serie 4 baterías de 12 V y 100 Ah, el voltaje total es de 12 V × 4 = 48 V, y la capacidad total sigue siendo de 100 Ah (igual que la de una sola celda).
Este es el método de conexión más común. Una vez determinados la capacidad y el voltaje requeridos de la batería, cuando la capacidad es inferior a 1000 Ah, las celdas individuales generalmente se conectan en serie para formar un paquete de baterías. Este método es más intuitivo y práctico para la instalación, conexión, mantenimiento y reparación del paquete de baterías. La capacidad real del paquete de baterías se puede determinar encontrando la capacidad más baja de cada celda.
La conexión en serie es adecuada para dispositivos que requieren mayor voltaje, como vehículos eléctricos, sistemas solares y equipos industriales. Sin embargo, cabe destacar que todas las baterías conectadas en serie deben ser del mismo modelo, capacidad y antigüedad para evitar sobrecargas o descargas excesivas debido a una alimentación desigual. Además, se debe utilizar un cargador con el mismo voltaje (como uno de 48 V) durante la carga para garantizar la seguridad y la vida útil de la batería.
Conexión en paralelo (aumento de la capacidad)
El método de conexión en paralelo del paquete de baterías consiste en conectar los polos positivo y negativo de todas las baterías, y la salida total se obtiene de ambos extremos del grupo en paralelo. En este método de conexión, el voltaje total = voltaje de la celda individual (permanece invariable) y la capacidad total = capacidad de la celda individual × número de baterías. Por ejemplo, al conectar en paralelo cuatro baterías de 12 V y 100 Ah, el voltaje total sigue siendo de 12 V, pero la capacidad total aumenta a 100 Ah × 4 = 400 Ah.
Este método no afecta el voltaje de trabajo, sino que solo amplía la capacidad. Generalmente, se utilizan en paralelo dos paquetes de baterías independientes, compuestos por celdas individuales, conectados en serie. De esta manera, se pueden realizar las tareas de mantenimiento y reparación de ambos grupos de baterías por separado, y al operar en paralelo, se reduce la corriente de descarga de un solo grupo. Por lo tanto, la capacidad de descarga real de los dos grupos de baterías en paralelo será mayor que la suma de las capacidades nominales de cada grupo bajo la misma tensión de terminación.
La conexión en paralelo es adecuada para dispositivos que requieren mayor capacidad y mayor duración de la batería, como sistemas de almacenamiento de energía para vehículos recreativos, fuentes de alimentación SAI, etc. Sin embargo, es importante que los voltajes de las baterías en paralelo sean estrictamente constantes (la diferencia debe ser preferiblemente ≤0,1 V); de lo contrario, la diferencia de voltaje podría provocar un reflujo de corriente y dañar la batería. Para garantizar un funcionamiento seguro y estable, se recomienda utilizar un equilibrador de baterías o añadir diodos de aislamiento para evitar problemas de circulación entre baterías.
Híbrido (serie-paralelo, considerando tanto el voltaje como la capacidad)
El método de conexión híbrido (serie-paralelo) del paquete de baterías consiste en optimizar simultáneamente el voltaje y la capacidad. Primero, se conecta en serie para aumentar el voltaje y luego se conecta en paralelo para aumentar la capacidad (o funcionamiento inverso). En este método de conexión, el voltaje total es igual al voltaje de un grupo en serie, y la capacidad total es igual a la capacidad de un grupo en paralelo multiplicada por el número de grupos en paralelo.
Tomemos como ejemplo 8 baterías de 12 V y 100 Ah conectadas en serie y 4 en paralelo: primero, conecte 2 baterías en serie para formar un grupo (12 V × 2 = 24 V, con una capacidad de 100 Ah), y luego conecte 4 grupos de estas baterías en serie en paralelo; la salida final del sistema es de 24 V y 400 Ah (100 Ah × 4).
Este método híbrido es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren alta tensión y gran capacidad, como grandes centrales eléctricas de almacenamiento de energía, barcos eléctricos y otras aplicaciones industriales. En funcionamiento real, la consistencia de los parámetros de la batería debe controlarse estrictamente, lo que requiere que los parámetros de rendimiento de cada grupo de baterías en serie coincidan al máximo, y la diferencia de voltaje entre los grupos en paralelo no debe superar los 0,2 V. Para sistemas híbridos complejos, se recomienda encarecidamente configurar un sistema de gestión de baterías (BMS) profesional para lograr la monitorización en tiempo real, la gestión del equilibrio y la protección de seguridad, garantizando así un funcionamiento estable y eficiente del sistema. img src="https://cdn.shopify.com/s/files/1/0429/2047/6834/files/The_connection_composition_of_the_battery_pack_529fdf97-44c1-471f-a157-d7962d8336f8.png?v=1743922345" alt="">
Tenga en cuenta los siguientes puntos clave.
Al mezclar baterías (es decir, combinarlas en serie y en paralelo), preste especial atención a los siguientes aspectos clave para garantizar la seguridad y la estabilidad de las mismas. Sistema:
Consistencia de la batería
Todas las baterías deben usar el mismo modelo, la misma capacidad y la misma antigüedad de los paquetes de baterías, y asegurarse de que la diferencia de voltaje entre cada batería no supere los 0,1 V. Si el rendimiento de la batería es inconsistente, la batería con mayor potencia puede revertir la carga de la batería con menor potencia, lo que provoca un sobrecalentamiento o incluso daños, lo que afecta gravemente la vida útil y la seguridad del sistema.
Selección de cables y conectores
Para reducir la impedancia de la línea, se recomienda utilizar cables de cobre de baja impedancia con una sección transversal suficiente (por ejemplo, un cable de 25 mm² admite una corriente de 100 A). Además, los terminales de conexión deben estar estañados o plateados para evitar la corrosión por plomo-ácido y garantizar una conexión eléctrica estable a largo plazo.
Medidas de protección de seguridad
En cada circuito en serie, se debe instalar un fusible con las especificaciones adecuadas (por ejemplo, 1,25 veces la corriente nominal) para evitar daños por sobrecorriente. Si se utiliza una conexión en paralelo, se recomienda usar un diodo de aislamiento o un equilibrador de batería para evitar la circulación de corriente entre baterías, reduciendo así la pérdida de energía y el riesgo de sobrecalentamiento.
Gestión de la carga
El cargador debe coincidir con el voltaje total del sistema híbrido (por ejemplo, un cargador de 24 V es adecuado para un paquete de baterías de 24 V). Si las condiciones lo permiten, se puede configurar un puerto de carga independiente para cada grupo de baterías en serie para garantizar una carga equilibrada y prolongar la vida útil de la batería.
Seguir las precauciones anteriores puede mejorar eficazmente la fiabilidad y la seguridad del sistema de batería híbrido y evitar posibles riesgos.
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