Ao projetar ou expandir sistemas alimentados por bateria, surge uma dúvida comum: duas baterias com a mesma voltagem podem ser conectadas em série? A resposta curta é:sim, mas com um pré-requisito fundamental:a capacidade de suportar tensão do circuito de proteçãoDeve ser cuidadosamente avaliada. Abaixo, explicamos os detalhes técnicos e as precauções para garantir uma operação segura e confiável.
Entendendo os Limites: Tolerância de Tensão do Circuito de Proteção
As baterias de lítio são normalmente equipadas com uma placa de circuito de proteção (PCB) para evitar sobrecarga, descarga excessiva e curto-circuito. Um parâmetro fundamental dessa PCB é aclassificação de resistência à tensão de seus MOSFETs(os interruptores eletrônicos que controlam o fluxo de corrente).
Exemplo de cenário:
Tomemos como exemplo dois conjuntos de baterias LiFePO4 de 4 células. Cada conjunto tem uma tensão de carga completa de 14,6 V (3,65 V por célula). Se conectados em série, a tensão combinada será de29,2VUma placa de circuito impresso (PCB) padrão para proteção de baterias de 12V geralmente é projetada com MOSFETs classificados para35–40VNeste caso, a tensão total (29,2 V) está dentro da faixa segura, permitindo que as baterias funcionem corretamente em série.
O risco de ultrapassar os limites:
No entanto, se você conectar quatro desses conjuntos em série, a tensão total ultrapassará 58,4 V — muito além da tolerância de 35 a 40 V das placas de circuito impresso padrão. Isso cria um perigo oculto:
A ciência por trás do risco
Quando as baterias são conectadas em série, suas tensões se somam, mas os circuitos de proteção operam independentemente. Em condições normais, a tensão combinada alimenta a carga (por exemplo, um dispositivo de 48 V) sem problemas. No entanto, seUma bateria aciona a proteção.(por exemplo, devido à descarga excessiva ou sobrecorrente), seus MOSFETs desconectarão esse conjunto de baterias do circuito.
Nesse ponto, a tensão total das baterias restantes em série é aplicada aos MOSFETs desconectados. Por exemplo, em uma configuração com quatro baterias, uma placa de circuito impresso desconectada enfrentaria quase58,4V—excedendo sua classificação de 35–40V. Os MOSFETs podem então falhar devido aruptura de tensão, desativando permanentemente o circuito de proteção e deixando a bateria vulnerável a riscos futuros.
Soluções para conexões em série seguras
Para evitar esses riscos, siga estas orientações:
1.Verifique as especificações do fabricante:
Verifique sempre se a placa de circuito impresso (PCB) de proteção da sua bateria é adequada para aplicações em série. Algumas PCBs são projetadas especificamente para suportar tensões mais altas em configurações com múltiplas baterias.
2.Placas de circuito impresso personalizadas de alta tensão:
Para projetos que exigem múltiplas baterias em série (por exemplo, sistemas de armazenamento solar ou veículos elétricos), opte por circuitos de proteção com MOSFETs de alta tensão personalizados. Estes podem ser ajustados para suportar a tensão total da sua configuração em série.
3.Design equilibrado:
Certifique-se de que todos os conjuntos de baterias em série tenham capacidade, idade e estado de conservação semelhantes para minimizar o risco de acionamento desigual dos mecanismos de proteção.
Considerações finais
Embora conectar baterias de mesma voltagem em série seja tecnicamente viável, o verdadeiro desafio reside em garantir que aOs circuitos de proteção podem suportar a tensão cumulativa.Ao priorizar as especificações dos componentes e o projeto proativo, você pode dimensionar seus sistemas de baterias com segurança para aplicações de maior tensão.
Na DALY, oferecemossoluções de PCB personalizáveisCom MOSFETs de alta tensão para atender às necessidades avançadas de conexão em série. Entre em contato com nossa equipe para projetar um sistema de energia mais seguro e confiável para seus projetos!
Data da publicação: 22 de maio de 2025
