Al diseñar o ampliar sistemas alimentados por baterías, surge una pregunta común: ¿Se pueden conectar en serie dos paquetes de baterías con el mismo voltaje? La respuesta corta esSí, pero con un requisito previo fundamental:la capacidad de resistencia a la tensión del circuito de protecciónDebe evaluarse cuidadosamente. A continuación, explicamos los detalles técnicos y las precauciones para garantizar un funcionamiento seguro y fiable.
Comprensión de los límites: Tolerancia de voltaje del circuito de protección
Los paquetes de baterías de litio suelen estar equipados con una placa de circuito de protección (PCB) para evitar sobrecargas, sobredescargas y cortocircuitos. Un parámetro clave de esta PCB es elclasificación de resistencia a la tensión de sus MOSFET(los interruptores electrónicos que controlan el flujo de corriente).
Ejemplo de escenario:
Tomemos como ejemplo dos baterías LiFePO4 de 4 celdas. Cada batería tiene una tensión de carga completa de 14,6 V (3,65 V por celda). Si se conectan en serie, su tensión combinada se convierte en29,2 VUna PCB de protección de batería estándar de 12 V suele estar diseñada con MOSFET con una capacidad nominal de35–40 VEn este caso, el voltaje total (29,2 V) se encuentra dentro del rango seguro, lo que permite que las baterías funcionen correctamente en serie.
El riesgo de exceder los límites:
Sin embargo, si se conectan cuatro de estos paquetes en serie, el voltaje total superaría los 58,4 V, muy por encima de la tolerancia de 35-40 V de las placas de circuito impreso estándar. Esto crea un peligro oculto:
La ciencia detrás del riesgo
Cuando las baterías se conectan en serie, sus voltajes se suman, pero los circuitos de protección funcionan de forma independiente. En condiciones normales, el voltaje combinado alimenta la carga (por ejemplo, un dispositivo de 48 V) sin problemas. Sin embargo, siUn paquete de baterías activa la protección.(por ejemplo, debido a una sobredescarga o sobrecorriente), sus MOSFET desconectarán ese paquete del circuito.
En este punto, el voltaje total de las baterías restantes en serie se aplica a los MOSFET desconectados. Por ejemplo, en una configuración de cuatro baterías, una PCB desconectada estaría expuesta a casi [voltaje faltante].58,4 V—superando su tensión nominal de 35–40 V. Los MOSFET pueden entonces fallar debido aruptura de voltaje, desactivando permanentemente el circuito de protección y dejando la batería vulnerable a riesgos futuros.
Soluciones para conexiones en serie seguras
Para evitar estos riesgos, siga estas pautas:
1.Comprobar las especificaciones del fabricante:
Verifique siempre si la placa de circuito impreso (PCB) de protección de su batería está clasificada para aplicaciones en serie. Algunas PCB están diseñadas específicamente para soportar voltajes más altos en configuraciones de múltiples baterías.
2.Circuitos impresos personalizados de alto voltaje:
Para proyectos que requieren varias baterías en serie (p. ej., sistemas de almacenamiento solar o para vehículos eléctricos), opte por circuitos de protección con MOSFET de alto voltaje personalizados. Estos se pueden adaptar para soportar el voltaje total de su configuración en serie.
3.Diseño equilibrado:
Asegúrese de que todos los paquetes de baterías de la serie tengan la misma capacidad, antigüedad y estado para minimizar el riesgo de activación desigual de los mecanismos de protección.
Reflexiones finales
Si bien conectar baterías del mismo voltaje en serie es técnicamente factible, el verdadero desafío radica en garantizar que laLos circuitos de protección pueden soportar la tensión acumulada.Al priorizar las especificaciones de los componentes y el diseño proactivo, puede escalar de forma segura sus sistemas de baterías para aplicaciones de mayor voltaje.
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Fecha de publicación: 22 de mayo de 2025
