Consideraciones prácticas - Baterías

Cuando se conectan las baterías para formar "bancos" más grandes (una batería ¿De baterías?), las baterías constituyentes deben coincidir entre sí para no causar problemas.

Baterías en serie

Primero consideraremos conectar baterías en serie para mayor voltaje:

Sabemos que la corriente es igual en todos los puntos de un circuito en serie, por lo que cualquier cantidad de corriente que haya en cualquiera de las baterías conectadas en serie debe ser la misma para todas las demás también. Por esta razón, cada batería debe tener la misma clasificación de amperios-hora, de lo contrario, algunas de las baterías se agotarán antes que otras, comprometiendo la capacidad de todo el banco. Tenga en cuenta que la capacidad total en amperios-hora de este banco de baterías de la serie no se ve afectada por la cantidad de baterías.

Baterías en paralelo

A continuación, consideraremos conectar las baterías en paralelo para obtener una mayor capacidad de corriente (menor resistencia interna) o una mayor capacidad de amperios-hora:

Sabemos que el voltaje es igual en todas las ramas de un circuito en paralelo, por lo que debemos estar seguros de que estas baterías tienen el mismo voltaje. De lo contrario, tendremos corrientes relativamente grandes circulando de una batería a otra, las baterías de voltaje más alto superando a las baterías de voltaje más bajo. Esto no es bueno.

Protección contra sobrecorriente

Sobre este mismo tema, debemos asegurarnos de que cualquier protección contra sobrecorriente (disyuntores o fusibles) se instale de manera que sea efectiva. Para nuestro banco de baterías en serie, un fusible será suficiente para proteger el cableado de una corriente excesiva, ya que cualquier ruptura en un circuito en serie detiene la corriente a través de todas las partes del circuito:

Con un banco de baterías en paralelo, un fusible es adecuado para proteger el cableado contra sobrecorriente de carga (entre las baterías conectadas en paralelo y la carga), pero también tenemos otras preocupaciones de las que proteger. Se sabe que las baterías tienen cortocircuitos internos debido a una falla del separador de electrodos, lo que causa un problema, no muy diferente al que se produce cuando las baterías de voltaje desigual se conectan en paralelo:las baterías buenas dominarán a la batería defectuosa (voltaje más bajo), causando corrientes relativamente grandes. dentro de los cables de conexión de las baterías. Para evitar esta eventualidad, debemos proteger todas y cada una de las baterías contra sobrecorriente con fusibles de batería individuales, además del fusible de carga:

Cuando se trata de baterías de celda secundaria, se debe prestar especial atención al método y al momento de la carga. Los diferentes tipos y construcciones de baterías tienen diferentes necesidades de carga, y las recomendaciones del fabricante son probablemente la mejor guía a seguir al diseñar o mantener un sistema. Dos preocupaciones distintas de la carga de la batería son ciclos y sobrecarga . El ciclo se refiere al proceso de cargar una batería a una condición "completa" y luego descargarla a un estado más bajo. Todas las baterías tienen un ciclo de vida finito (limitado) y la "profundidad" permitida del ciclo (cuánto debe descargarse en cualquier momento) varía de un diseño a otro. La sobrecarga es la condición en la que la corriente continúa siendo forzada a través de una celda secundaria más allá del punto donde la celda ha alcanzado la carga completa. Con las celdas de plomo-ácido, en particular, la sobrecarga conduce a la electrólisis del agua ("hirviendo" el agua de la batería) y acorta la vida útil.

Cualquier batería que contenga agua en el electrolito está sujeta a la producción de gas hidrógeno debido a la electrólisis. Esto es especialmente cierto para las células de plomo-ácido sobrecargadas, pero no es exclusivo de ese tipo. El hidrógeno es un gas extremadamente inflamable (especialmente en presencia de oxígeno libre creado por el mismo proceso de electrólisis), inodoro e incoloro. Estas baterías representan una amenaza de explosión incluso en condiciones normales de funcionamiento y deben tratarse con respeto. El autor ha sido testigo de primera mano de la explosión de una batería de plomo-ácido, donde una chispa creada por la extracción de un cargador de batería (pequeña fuente de alimentación de CC) de una batería de automóvil encendió gas hidrógeno dentro de la caja de la batería, soplando la parte superior de la batería. y salpicaduras de ácido sulfúrico por todas partes. Esto ocurrió en un taller de automóviles de una escuela secundaria, nada menos. Si no hubiera sido por todos los estudiantes que estaban cerca usando anteojos de seguridad y overoles con cuello abotonado, la lesión significativa podría haber ocurrido.

Al conectar y desconectar el equipo de carga a una batería, siempre haga la última conexión (o la primera desconexión) en un lugar alejado de la batería (como en un punto de uno de los cables de la batería, al menos a un pie de distancia de la batería) , por lo que cualquier chispa resultante tiene poca o ninguna posibilidad de encender gas hidrógeno.

En los grandes bancos de baterías instalados de forma permanente, las baterías están equipadas con tapas de ventilación sobre cada celda, y el gas hidrógeno se ventila fuera de la sala de baterías a través de capuchas inmediatamente sobre las baterías. El hidrógeno gaseoso es muy ligero y se eleva rápidamente. El mayor peligro es cuando se permite que se acumule en un área, esperando la ignición.

Los diseños de baterías de plomo-ácido más modernos están sellados, fabricados para volver a combinar el hidrógeno y el oxígeno electrolizados en el agua, dentro de la caja de la batería. Una ventilación adecuada podría ser una buena idea, por si acaso una batería presentara una fuga.

REVISAR:

• La conexión de baterías en serie aumenta el voltaje, pero no aumenta la capacidad general en amperios-hora.
• Todas las baterías de un banco en serie deben tienen la misma clasificación amperios-hora.
• La conexión de baterías en paralelo aumenta la capacidad de corriente total al disminuir la resistencia total y también aumenta la capacidad general en amperios-hora.
• Todas las baterías de un banco paralelo deben tienen la misma clasificación de voltaje.
• Las baterías pueden dañarse por ciclos excesivos y sobrecarga .
• Las baterías de electrolitos a base de agua son capaces de generar gas hidrógeno explosivo, que no se debe permitir que se acumule en un área.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de baterías
• Hoja de trabajo de práctica de circuitos de CC en serie con hoja de trabajo de respuestas