Ao projetar ou expandir sistemas alimentados por bateria, surge uma pergunta comum: é possível conectar duas baterias com a mesma tensão em série? A resposta curta é:sim, mas com um pré-requisito crítico:a capacidade de suportar tensão do circuito de proteçãodevem ser cuidadosamente avaliados. Abaixo, explicamos os detalhes técnicos e as precauções para garantir uma operação segura e confiável.
Compreendendo 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-circuitos. Um parâmetro-chave desta PCB é aclassificação de resistência à tensão de seus MOSFETs(os interruptores eletrônicos que controlam o fluxo de corrente).
Cenário de exemplo:
Tomemos como exemplo dois conjuntos de baterias LiFePO4 de 4 células. Cada conjunto tem uma tensão de carga total de 14,6 V (3,65 V por célula). Se conectados em série, a tensão combinada torna-se29,2 V. Uma PCB de proteção de bateria padrão de 12 V geralmente é projetada com MOSFETs classificados para35–40 V. Neste caso, a tensão total (29,2 V) cai dentro da faixa segura, permitindo que as baterias funcionem corretamente em série.
O risco de exceder limites:
No entanto, se você conectar quatro desses pacotes em série, a tensão total excederia 58,4 V — muito além da tolerância de 35–40 V das PCBs 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 de forma independente. 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 a descarga excessiva ou sobrecorrente), seus MOSFETs desconectarão esse pacote do circuito.
Neste ponto, a tensão total das baterias restantes da série é aplicada aos MOSFETs desconectados. Por exemplo, em uma configuração de quatro unidades, uma PCB desconectada enfrentaria quase58,4 V—excedendo sua classificação de 35–40 V. Os MOSFETs podem então falhar devido aquebra de tensão, desabilitando 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 lidar com tensões mais altas em configurações de múltiplos pacotes.
2.PCBs de alta tensão personalizados:
Para projetos que exigem múltiplas baterias em série (por exemplo, armazenamento solar ou sistemas de veículos elétricos), opte por circuitos de proteção com MOSFETs de alta tensão personalizados. Estes podem ser adaptados para suportar a tensão total da sua configuração em série.
3.Design equilibrado:
Certifique-se de que todos os conjuntos de baterias da série sejam compatíveis em termos de capacidade, idade e integridade para minimizar o risco de acionamento irregular dos mecanismos de proteção.
Considerações finais
Embora a ligação de baterias da mesma voltagem em série seja tecnicamente viável, o verdadeiro desafio reside em garantir queo circuito de proteção pode lidar com o estresse de tensão cumulativa. Ao priorizar as especificações dos componentes e o design proativo, você pode dimensionar com segurança seus sistemas de bateria para aplicações de alta tensão.
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Data de publicação: 22 de maio de 2025
