Banco de baterías: conexión serie y paralelo, fusibles y BMS

01En serie o en paralelo

Las baterías conectadas entre sí forman un banco. Según «Wiring Unlimited», la conexión en serie aumenta la tensión; la conexión en paralelo, la capacidad; y la conexión serie-paralelo, ambas.

Conexión	Qué cambia	Ejemplo con dos baterías de 12,8 V/200 Ah
En serie (positivo de una al negativo de la siguiente)	aumenta la tensión y se mantiene la capacidad	25,6 V · 200 Ah
En paralelo (positivos unidos y negativos unidos)	aumenta la capacidad y se mantiene la tensión	12,8 V · 400 Ah
En serie-paralelo	aumentan la tensión y la capacidad	p. ej., 4 baterías: 25,6 V · 400 Ah

La energía del banco es la misma en ambos casos: aquí, 2 × 2,56 kWh. La elección depende de la tensión de la instalación: un banco de 12 V se monta en paralelo, y uno de 24 o 48 V, con baterías de mayor tensión o conectadas en serie.

02Cuántas baterías admite un banco

Batería	Máximo por sistema	Máximo en serie	Banco de mayor capacidad
Lithium NG 12,8 V i 25,6 V	50 baterías	4 × 12,8 V o 2 × 25,6 V	192 kWh a 12 V, 384 kWh con baterías de 25,6 V
Lithium NG 51,2 V	25 baterías (solo en paralelo)	—	128 kWh
Lithium Smart 12,8 V i 25,6 V	20 baterías	4 × 12,8 V o 2 × 25,6 V	84 kWh a 12 V, 102 kWh a 24 y 48 V

Los límites del número de baterías se aplican independientemente del modelo de BMS. Para ampliar el almacenamiento con Lithium NG, se pueden utilizar varios bancos, cada uno con su propio BMS: la ficha técnica del Lynx Smart BMS NG indica que pueden funcionar en paralelo hasta 5 de estos BMS.

Instalación de 48 V: con baterías Lithium NG, se utilizan baterías de 51,2 V en paralelo, 2 × 25,6 V en serie o 4 × 12,8 V en serie. La ficha técnica del VE.Bus BMS V2 recomienda conectar el menor número posible de baterías en serie: lo ideal es montar un sistema de 24 V con baterías de 25,6 V y uno de 48 V con dos baterías de 25,6 V. Cuatro baterías de 12,8 V en serie también funcionarán, pero requieren más tiempo para el equilibrado periódico de las celdas.

03Banco en paralelo: cómo conectarlo

El error más habitual según «Wiring Unlimited»: baterías conectadas en paralelo y la instalación conectada a un solo extremo del banco. Así, la corriente de las baterías más alejadas pasa por cables de interconexión adicionales, por lo que la batería más cercana se carga y descarga más intensamente y se desgasta primero. El libro muestra la magnitud: un cable de 35 mm² y 20 cm de longitud con terminales tiene unos 1,5 mΩ, mientras que la resistencia interna de una batería suele ser de 3–10 mΩ; la resistencia de los cables no es en absoluto despreciable.

cables de potenciacables BMS

Pasa el cursor por un elemento del esquema o tócalo.

Fusible en cada bateríaEl positivo de cada batería pasa por su propio fusible hasta la barra positiva.
En diagonalEl cable positivo hacia la instalación sale de un extremo del banco y el negativo del otro.
Sección de los cables del sistemaSección del cable de batería multiplicada por el número de baterías (ramas).
Fusible principalEn el cable positivo principal del banco.
Cables BMSEn cadena a través de todas las baterías; el primero y el último se conectan al BMS.

Reglas del manual de Lithium NG (idénticas en el manual de Lithium Smart):

Fusible en el positivo de cada batería. Todas las conexiones de las baterías deben estar protegidas.
Cables del sistema en diagonal, para que el recorrido de la corriente sea igual a través de cada batería.
La sección del cable del sistema debe ser igual a la sección del cable de batería multiplicada por el número de baterías (ramas).
Fusible en el cable positivo principal del banco.

«Wiring Unlimited» presenta cuatro formas correctas de conectar baterías en paralelo: barras colectoras, bornes positivo y negativo con cables de igual longitud hasta cada batería, conexión en el centro del banco con cables de la misma sección y conexión en diagonal. Sobre esta última, el libro es claro: es sencilla y eficaz, pero no perfecta; las corrientes de cada batería pueden diferir ligeramente.

04Banco en serie y en serie-paralelo

Primero, cada batería por separado. Las baterías salen de fábrica aproximadamente a media carga, pero su estado de carga puede variar tras el transporte y el almacenamiento. El sistema de equilibrado de la batería solo corrige pequeñas diferencias, y únicamente entre las celdas de una misma batería. Por eso, antes de conectarlas en serie, se carga cada batería por separado hasta completar la carga y equilibrar las celdas, con un cargador de baterías controlado por el BMS. Solo se puede cargar como conjunto una única batería o varias baterías conectadas en paralelo.
Fusible en el positivo de cada rama en serie y en el cable positivo principal; cables del sistema en diagonal; sección del cable del sistema = sección del cable de la rama × número de ramas.
No conectes los puntos medios de las ramas entre sí ni conectes nada a ellos. «Wiring Unlimited» describe la conexión de puntos medios como método de equilibrado, pero en el capítulo sobre bancos de plomo-ácido. Los manuales de Lithium NG y Lithium Smart lo prohíben.

Las baterías en serie también son las más exigentes a la hora de ampliar el banco; consulta añadir y sustituir baterías.

05Fusibles: criterio y esquemas de Victron

Los manuales de Lithium NG y Lithium Smart indican que la corriente del sistema y, por tanto, el calibre del fusible no deben superar la corriente continua máxima de la batería. El fusible se dimensiona según el menor de estos tres valores: la intensidad admisible del cable, la corriente de la batería y la corriente del sistema. Los esquemas de sistemas de Victron muestran estos valores:

Esquema de Victron	Batería	Fusible por batería	Corriente de la batería según la documentación
BJE-300D (furgoneta, VE.Bus BMS V2)	2 × Lithium Smart 12,8 V/200 Ah	ANL 300 A	máx. continua 400 A, recomendada ≤ 200 A
BJE-351A (Quattro-II 24 V)	3 × Lithium NG 25,6 V/200 Ah	Class T 350 A	máx. continua 200 A, 400 A durante 10 s
BJE-367A (dos MultiPlus-II 24 V)	Lithium NG 25,6 V/300 Ah	Class T 350 A	máx. continua 300 A, 600 A durante 10 s

Discrepancia: para las baterías Lithium NG, los esquemas utilizan fusibles Class T 350 A, por encima de la corriente continua máxima de la batería, que según el manual fija el límite superior del calibre del fusible. Para Lithium Smart 200 Ah, el valor del esquema (300 A) queda por debajo de la corriente continua de 400 A. Los esquemas de Victron son ejemplos; el proyectista debe dimensionar y confirmar el calibre del fusible para cada instalación concreta. Más información sobre secciones y poder de corte: secciones de cables y fusibles DC.

Ejemplo de montaje de la ficha de Lynx Smart BMS NG: baterías Lithium NG conectadas en paralelo mediante un Lynx Distributor independiente con un fusible por batería, seguido de un Lynx Smart BMS NG y un segundo Lynx Distributor para los consumos y cargadores de baterías. La vivienda con almacenamiento de energía utiliza esta configuración (seis baterías de 51,2 V).

06Qué BMS elegir

Lithium NG 12,8 V/200 Ah: a ambos lados, bucles de cables BMS con conectores M8 que se conectan en cadena

Las baterías Lithium NG y Lithium Smart miden las tensiones de las celdas y la temperatura, pero no cortan la corriente; lo hace el BMS, desconectando los consumos y los cargadores de baterías. Los cables BMS de todas las baterías se conectan en cadena y el primero y el último se conectan al BMS; el orden de las baterías es indiferente. Las baterías Lithium NG solo son compatibles con los BMS identificados como «NG».

Baterías	BMS	Aplicación típica según el manual
Lithium NG	smallBMS NG	sistemas pequeños sin inversor/cargador
	VE.Bus BMS NG	sistemas con inversor/cargador VE.Bus (MultiPlus, Quattro); con MultiPlus-II y Quattro-II no hace falta el detector de red incluido
	Lynx Smart BMS NG 500 A / 1000 A	sistemas más grandes con integración digital o cuando se necesita un contactor de seguridad integrado; también con inversor/cargador si hay un dispositivo GX
Lithium Smart	smallBMS	sistemas pequeños sin inversor/cargador
	VE.Bus BMS V2	sistemas con inversor/cargador, como en la furgoneta taller
	Lynx Smart BMS 500 A / 1000 A	sistemas más grandes con integración digital o cuando se necesita un contactor integrado
	Smart BMS CL 12/100, Smart BMS 12/200	solo 12 V, sistemas relativamente pequeños con alternador (y consumos DC)

Si el BMS bloquea la carga o los consumos: «El BMS ha cortado la carga».

07Añadir y sustituir baterías

Lo ideal es que todas las baterías del banco tengan la misma capacidad, antigüedad y modelo. No obstante, los manuales contemplan la ampliación y la sustitución de una batería individual:

Tipo de banco	¿Capacidades distintas?	¿Antigüedades distintas?
En paralelo	sí	sí
En serie	no: misma capacidad y misma referencia de producto	sí, con una diferencia máxima de 3 años
En serie-paralelo, dentro de una rama	no	sí, con una diferencia máxima de 3 años
En serie-paralelo, al añadir o sustituir una rama completa	sí	sí

Por qué la conexión en serie es tan exigente: el manual pone como ejemplo una batería de 50 Ah en serie con otra de 100 Ah. Al principio, la rama tiene 50 Ah, pero las baterías se desequilibran con el tiempo; con una diferencia de 10 Ah, quedan 40 Ah. Durante la carga, las celdas de la batería más cargada reciben una tensión demasiado alta y el BMS interviene continuamente: la batería menos cargada se descarga en exceso y la más cargada se sobrecarga.

En las baterías Lithium NG añadidas posteriormente, el software de la batería se actualiza automáticamente a través del BMS.

Dispositivos de esta guía

Lithium NGNueva generación de baterías LiFePO4 Victron: 12,8/25,6/51,2 V, IP65, medición de corriente integrada; solo con BMS NG.

LiFePO4 Smart 12,8/25,6 VBaterías de litio-ferrofosfato con Bluetooth: solo funcionan con un BMS externo.

Lynx Smart BMS / NGBMS con contactor y medición de corriente para bancos LiFePO4 Smart o Lithium NG.

VE.Bus BMS NGBMS para baterías Lithium NG en sistemas con MultiPlus o Quattro: Bluetooth, SoC en GX y discharge floor.

smallBMS NGBMS sencillo para baterías Lithium NG sin VE.Bus: controla los cargadores y los consumos mediante sus salidas y dispone de Bluetooth.

VE.Bus BMS V2BMS para baterías Lithium Smart en sistemas con MultiPlus o Quattro: controla el inversor, los cargadores y los consumos.

Lynx DistributorBarras de distribución DC modulares de 1000 A: distribución con fusibles MEGA y supervisión, conexión de baterías y fusibles Class-T.

Conexión de baterías para formar un banco