Cableado de la bancada de baterías

Las baterías se conectan entre sí para aumentar la tensión o la capacidad de la batería o las dos cosas.

Lo siguiente es de aplicación a las bancadas de baterías:
            • Cuando se conectan dos baterías en serie la tensión aumenta.
            • Cuando se conectan dos baterías en paralelo la capacidad aumenta.
            • Cuando se conectan baterías en serie/paralelo la tensión y la capacidad aumentan.

Bancadas grandes de baterías

Si necesita una bancada grande de baterías, no recomendamos que conforme la bancada de baterías con muchas baterías de ácido y plomo de 12 V en serie/paralelo. El máximo es de unas 3 (ó 4) cadenas en paralelo. Esto se debe a que es difícil conseguir que una bancada de baterías grande como esta esté equilibrada. En una bancada de baterías en serie/paralelo grande, se crea desequilibrio por las conexiones de cables y por las pequeñas diferencias en las resistencias internas de las baterías.

Si necesita una bancada de baterías grande, considere utilizar baterías de litio o de ácido y plomo de 2 V.

Baterías de ácido y plomo de 2 V

Existen baterías OPzV o OPzS de 2 V con diferentes capacidades grandes. Solo tiene que elegir la capacidad que desea y conectarlas en serie. Se suministran con enlaces de conexión especiales precisamente para ese fin.

Baterías de litio básicas

Las baterías de litio con equilibrado de celdas y sistema de gestión de la batería interno o externo (BMS).

Baterías de litio Smart

Con equilibrado de celdas y sistema de gestión de la batería interno o externo (BMS).

Cada batería pude comunicarse con las otras, y a su vez con un sistema de seguimiento.

Las baterías generarán un valor de estado de carga total para toda la bancada de baterías.

Baterías con otros sistemas químicos

Baterías de flujo y otros sistemas químicos. Normalmente están disponibles en 48 V. Se pueden conectar varias baterías en paralelo sin problemas. Cada batería tiene su propio sistema de gestión. Las baterías en conjunto generarán un valor de estado de carga total para toda la bancada de baterías.

Cableado de bancadas de baterías en paralelo

La forma en que se conecta la bancada de baterías al sistema es importante. Es fácil cometer algún error al hacer las conexiones de la bancada de baterías. Uno de los errores más frecuentes es conectar todas las baterías juntas en paralelo y luego conectar un lado de la bancada de baterías en paralelo a la instalación eléctrica.

¿Qué pasa cuando se conecta una carga? La energía procedente de la batería de abajo solo pasará a través de los cables de la conexión principal. La energía de la siguiente batería tiene que ir por la conexión principal y atravesar los dos cables de interconexión hasta la siguiente batería. La siguiente batería tiene que atravesar 4 grupos de cables de interconexión. La de más arriba tiene que atravesar 6 grupos de cables de interconexión. Cada grupo de cables tiene su propia resistencia, que se va sumando. La batería de la parte superior proporciona mucha menos corriente que la de abajo.

¿Qué ocurre cuándo la bancada de baterías se está cargando? La batería de la parte inferior se carga con una corriente más alta que la de la parte superior. La batería de la parte superior se carga con una corriente más baja que la de la parte inferior. El resultado es que la batería de abajo trabaja, se descarga y se carga en unas condiciones más exigentes, de modo que fallará prematuramente.

¿Por qué la resistencia del cable es importante en la conexión de bancadas de baterías? Recuerde que un cable es como una resistencia. Cuanto más largo es el cable, más resistencia presenta. Además, los terminales de los cables y las conexiones de la batería también aportarán resistencia.

Para hacerse una idea: la resistencia total de un cable de 20 cm y 35 mm², junto con la de los terminales que tenga montados, es de aproximadamente 1,5 mΩ. Se podría decir que 1,5 mΩ no es tanto, pero recuerde que la resistencia interna de una batería también es baja. Por lo tanto, es muy importante. La resistencia interna de una batería suele estar entre 10 y 3 mΩ.

La corriente siempre elegirá el camino de menor resistencia. Por lo que la mayor parte de la corriente irá por la batería de abajo. Solo una pequeña parte de la corriente irá por la batería de arriba.

Para conectar varias baterías en paralelo de forma correcta hay que asegurarse de que todo el recorrido que hace la corriente para entrar y salir de cada batería es igual.

Hay cuatro formas de hacerlo:
            • Conectarlas en diagonal.
            • Usar un borne positivo y uno negativo Las longitudes de los cables que van del borne a cada batería han de ser iguales.
            • Conectarlas a medio camino. Asegúrese de que todos los cables tienen el mismo grosor.
            • Usar barras de conexiones.

Equilibrado de la bancada de baterías

Cuando se crea una bancada de baterías con una tensión más alta, como 24 V o 48 V, es necesario conectar varias series de baterías de 12 V. Pero hay un problema con la conexión en serie de las baterías, y es que las baterías no son idénticas en términos eléctricos. Tienen pequeñas diferencias en la resistencia interna. De modo que, cuando se cargue una cadena de baterías en serie, esta diferencia de resistencia ocasionará una variación en las tensiones de los terminales de cada batería. Sus tensiones pasan a estar “desequilibradas”. Este “desequilibrio” aumentará con el tiempo y hará que una de las baterías esté continuamente sobrecargada y que otra tenga siempre una carga inferior. Por lo que una de las baterías de la cadena en serie fallará prematuramente.

Para comprobar si hay desequilibrio en su sistema:
            • Cargue la bancada de baterías.
            • Mida hacia el final de la fase de carga inicial, que es cuando el cargador está cargando a plena corriente.
            • Mida la tensión individual de una de las baterías.
            • Mida la tensión individual de la otra batería.
            • Compare las tensiones.
            • Si hay una diferencia detectable entre ellas es que la bancada de baterías no está equilibrada.

Para evitar el desequilibrio inicial de las baterías, asegúrese de cargar por completo cada una de las baterías antes de conectarlas en serie (y/o en paralelo).

Para evitar el desequilibrio más adelante, según envejezcan las baterías, use un equilibrador de baterías.

El equilibrador de baterías se conecta al sistema como se indica en la imagen de la derecha. Mide la tensión de la bancada de baterías y la tensión de cada una de las baterías. El equilibrador de baterías se activa en cuanto se empieza a cargar la bancada de baterías y la tensión de carga ha alcanzado más de 27,3 V. En ese momento, empezará a medir y comparar las tensiones de las dos baterías. Tan pronto como detecte una diferencia de tensión de más de 0,1 V entre las dos baterías, se encenderá una luz de aviso y empezará a equilibrarlas. Para ello, descarga la batería más alta extrayendo una corriente de hasta 0,7 A hasta que las tensiones de las dos baterías son iguales.

Si el equilibrado de la batería no logra el efecto deseado y la diferencia de tensión supera los 0,2 V, quiere decir que el desequilibrio es superior a lo que el equilibrador puede corregir. Probablemente esto se deba a que una de las baterías tiene un fallo. En ese caso, el equilibrador hará saltar una alarma y activará su relé de alarma.

Para un sistema de 24 V solo se necesita un equilibrador de baterías. Y para uno de 48 V se necesitan tres equilibradores, uno entre cada dos baterías.

Punto medio de la bancada de baterías

Se puede detectar el desequilibrio de baterías observando el punto medio de la bancada. Puede controlarse el punto medio para generar una alarma.

Una alarma del punto medio puede significar lo siguiente:
            • Fallo de una sola batería. Por ejemplo, hay una celda abierta o cortocircuitada.
            • Fin del ciclo de vida de una batería por sulfatación o reblandecimiento del material activo.
            • Se necesita ecualización (solo en celdas húmedas).

Tanto el equilibrador de baterías como los monitores de baterías BMV 702 y BMV 712 pueden generar una alarma de punto medio.

Los monitores de baterías BMV 702 y BMV 712 tienen una segunda entrada de tensión que puede utilizarse para el control del punto medio. Puede conectarse al punto medio de la bancada de baterías. El BMV mostrará la diferencia entre las dos tensiones o un porcentaje.

En una bancada de baterías en serie/paralelo puede ser útil conectar los puntos medios de cada cadena en paralelo serie. Esto se hace para eliminar el desequilibrio en la bancada de baterías.

Si se conectan baterías en serie/paralelo, como en la imagen de la derecha, se puede ver que las tensiones individuales son distintas en cada cadena en serie y también dentro de cada cadena.

En primer lugar, compruebe que cada cadena tiene la misma tensión con una barra de conexiones o punto de conexión común positivo y negativo.

Cuando la tensión de cada cadena sea igual, pueden conectarse los puntos medios.

Asegúrese de que el cableado del punto medio puede llevar toda la corriente entre las baterías.

Una vez que el punto medio de la bancada está conectado, se puede usar un solo equilibrador de baterías en vez de tres (uno para cada cadena). Además, se puede utilizar un solo BMV para controlar el punto medio de toda la bancada de baterías.

Pero tenga en cuenta que la única razón para usar el punto medio de la bancada de baterías es el equilibrado o el seguimiento. No está permitido conectar cargas al punto medio de la bancada de baterías para poder utilizar cargas que precisan una tensión menor. Esto crearía un desequilibrio aún mayor en la bancada de baterías. Este desequilibrio es mucho mayor de lo que un equilibrador de baterías puede corregir (más de 0,7 A) y la batería que se use para proporcionar esa tensión menor fallará antes de tiempo.

Fuente: Wiring Unlimited de Victron Energy