Cómo conectar baterías en serie y paralelo al mismo tiempo

En sistemas energéticos como grandes arreglos solares fuera de la red o vehículos recreativos de alto rendimiento, necesitas tanto un voltaje más alto como una mayor capacidad. Esto se logra con un método de conexión llamado conexión en serie-paralelo.

Esta potente configuración te permite construir un banco de baterías personalizado que se ajusta exactamente a las demandas de tu sistema. Aunque el nombre suena complejo, el proceso es lógico y sistemático. Esta guía te mostrará exactamente cómo conectar baterías en serie y paralelo al mismo tiempo, usando ejemplos claros y paso a paso para configuraciones en serie-paralelo de 4, 6 y 8 baterías.

¿Qué es la conexión en serie-paralelo de baterías?

Conectar baterías en serie y paralelo es la combinación utilizada para aumentar tanto el voltaje como la capacidad del banco de baterías. Con esta disposición, no solo aumentas el voltaje sino que también duplicas la capacidad, haciéndolo adecuado para sistemas que requieren tanto una alta potencia de salida como un tiempo de funcionamiento más prolongado.

Por ejemplo, cuatro baterías de 12V 100Ah pueden cablearse en una configuración serie-paralelo. Primero, dos pares de baterías se conectan en serie, creando dos conjuntos de 24V 100Ah. Luego, esos dos conjuntos se conectan en paralelo, resultando en un banco final de 24V 200Ah. 

Cómo conectar baterías en serie y paralelo (ejemplo de 4 baterías)

A continuación, usemos cuatro baterías como ejemplo para demostrar cómo cablearlas en una configuración serie-paralelo. Esta guía paso a paso le mostrará cómo agrupar las baterías, conectarlas e incluye un diagrama de circuito para ilustración.

Precauciones de seguridad para conexiones de baterías en serie y paralelo

1. Use equipo de protección personal (EPP)
   Siempre use guantes aislantes y gafas de seguridad para protegerse de descargas eléctricas, derrames de ácido o chispas. Evite usar joyas metálicas, relojes o anillos, ya que pueden tocar accidentalmente los terminales de la batería y causar un cortocircuito.
2. Use herramientas adecuadas y un área de trabajo segura
   Use herramientas con mangos aislados para evitar cortocircuitos accidentales. Asegúrese de que el área de trabajo esté seca, limpia y bien ventilada. Esto reduce el riesgo de descarga eléctrica y previene la acumulación de gases inflamables, lo cual es especialmente importante al trabajar con baterías de plomo-ácido.
3. Asegure la compatibilidad de las baterías
   Solo conecte baterías de la misma edad, tipo, voltaje y capacidad. Mezclar diferentes baterías puede causar desequilibrio, reducción del rendimiento o incluso daños. Además, asegúrese de que todas las baterías estén en un estado de carga similar antes de conectarlas.
4. Use el cable para batería adecuado
   El cable entre baterías en serie puede ser más pequeño, ya que solo transporta la corriente de una cadena. Los cables que conectan cadenas en paralelo deben ser más grandes para manejar la corriente total. Siempre dimensione los cables para la corriente máxima esperada para evitar sobrecalentamiento, caída de voltaje o riesgos de incendio.
5. Instale protección contra sobrecorriente
   Use fusibles para baterías para cada cadena de baterías y conexiones principales en paralelo para proteger el banco de baterías contra sobrecorriente. Asegúrese de que los dispositivos de protección estén clasificados adecuadamente para el voltaje y la corriente de su banco de baterías.
6. Siga la secuencia de cableado adecuada
   Conecte las baterías en serie primero, luego combine los grupos en serie en paralelo. Verifique todas las conexiones antes de energizar el sistema para evitar polaridad inversa o conexiones incorrectas, lo que podría causar daños o accidentes.

Paso 1. Agrupar las baterías

Usando cuatro baterías de 12V 100Ah como ejemplo, organícelas en pares con espaciado igual entre cada unidad y entre las dos cadenas. Esta disposición asegura que todos los cables de conexión tengan la misma longitud, lo que ayuda a mantener un flujo de corriente equilibrado y un rendimiento estable del sistema. Cuando se agrupan de esta manera, las cuatro baterías forman dos bancos de baterías, cada uno compuesto por dos baterías.

Paso 2. Conectar las baterías en serie

Para cada uno de sus grupos de baterías emparejadas, tome un cable puente y conecte el terminal positivo (+) de la primera batería al terminal negativo (-) de la segunda batería.
Los terminales principales para cada cadena ahora son el terminal negativo abierto (-) de la primera batería y el terminal positivo abierto (+) de la segunda batería. Ahora ha creado dos cadenas independientes de baterías de 24V, 100Ah.

Paso 3. Instalar protección contra sobrecorriente

Como se mencionó antes, cada cadena en paralelo debe estar fusibleada individualmente para evitar que una cadena defectuosa extraiga corriente peligrosamente de la sana.
Instale fusibles de batería en los cables positivos de cada cadena. Estos fusibles deben dimensionarse según la corriente máxima de descarga de las baterías en la cadena (consulte la hoja de datos del fabricante) y la capacidad de corriente de su cable.

Paso 4. Conectar las baterías en paralelo

Con sus dos cadenas de 24V construidas y con fusibles, el paso final es conectarlas en paralelo para duplicar la capacidad. Use cables de longitud idéntica para estas conexiones.

• Conecte los positivos: Use un cable puente para conectar el terminal positivo con fusible de la Cadena1 al terminal positivo con fusible de la Cadena2. Usted conectará el cable positivo principal de su sistema a este punto de conexión (a menudo una barra colectora de baterías).
• Conecte los negativos: Use otro cable puente para conectar el terminal negativo principal de la Cadena1 al terminal negativo principal de la Cadena2. El cable negativo principal de su sistema se conecta aquí. #Ahora, ha creado con éxito un banco de baterías de 24 Voltios y 200 Amperios-hora.

Cómo conectar 6 baterías en serie y paralelo

Hay dos formas comunes de cablear seis baterías en una configuración serie-paralelo. El método que elija depende de su voltaje objetivo. Supondremos que está usando baterías de 12V, 100Ah.

Opción 1. Creando un banco de 24V 300Ah (2s3p)

1. Grupo: Organice las seis baterías en tres pares.
2. Conexión en serie: Cree tres cadenas separadas de 24V, 100Ah en serie conectando el positivo de la primera batería al negativo de la segunda en cada par.
3. Conexión en paralelo: Fusible el cable positivo de cada cadena. Luego, conecte juntos los tres terminales positivos con fusible y los tres terminales negativos. Esto resulta en un banco de 24V, 300Ah.

Opción 2. Creando un banco de 36V 200Ah (3s2p)

1. Grupo: Organice las seis baterías en dos grupos de tres.
2. Conexión en serie: Cree dos cadenas separadas en serie de 36V, 100Ah. En cada grupo, conecte la Batería 1 (+) a la Batería 2 (-), y la Batería 2 (+) a la Batería 3 (-).
3. Conexión en paralelo: Fusible el cable positivo de cada cadena de 36V. Luego, conecte los dos terminales positivos fusionados juntos y los dos terminales negativos principales juntos. Esto resulta en un banco de 36V, 200Ah.

Cómo conectar 8 baterías en serie y paralelo

Con ocho baterías, tiene aún más flexibilidad para alcanzar objetivos específicos de voltaje y capacidad, comunes en grandes instalaciones solares.

Opción 1. Creando un banco de 48V 200Ah (4s2p)

1. Grupo: Organice las ocho baterías en dos grupos de cuatro.
2. Conexión en serie: Cree dos cadenas independientes en serie de 48V, 100Ah.
• Cadena 1 (Baterías 1-4): Cablee estas cuatro baterías en una sola cadena en serie (positivo a negativo). La salida es de 48V.
• Cadena 2 (Baterías 5-8): Haga lo mismo para el segundo grupo de cuatro baterías.

3. Conexión en paralelo: Fusible el cable positivo de la Cadena A y el cable positivo de la Cadena B. Conecte los dos terminales positivos fusionados juntos a una barra colectora común. Conecte los dos terminales negativos principales juntos en una barra colectora separada.

Ahora tiene un banco de baterías robusto de 48V, 200Ah, ideal para alimentar inversores de alta eficiencia.

Opción 2. Creando un banco de 24V 400Ah (2s4p)

1. Grupo: Organice las ocho baterías en cuatro grupos de dos.
2. Conexión en serie: En cada grupo, conecte dos baterías en serie (positivo a negativo) para formar un par de 24V, 100Ah. Esto le da cuatro pares idénticos de 24V, 100Ah.
3. Conexión en paralelo: Fusible los cables positivos de los cuatro pares, luego conéctelos juntos en una barra colectora positiva común. Haga lo mismo con los cables negativos en una barra colectora negativa.
   

Preguntas frecuentes sobre baterías en serie y paralelo

¿Cómo cargo correctamente un banco de baterías conectado en serie y paralelo?

Elija un cargador con un voltaje de salida igual a una cadena en serie (por ejemplo, 48V para 4×12V en serie) y una capacidad de corriente de carga que coincida con el total de todas las cadenas en paralelo. Asegúrese de que todas las baterías sean idénticas, estén equilibradas y sean monitoreadas para una carga segura.

¿Puedo mezclar baterías viejas y nuevas en el mismo banco en serie o paralelo?

No se recomienda en absoluto. Mezclar baterías de diferentes edades, capacidades (Ah) o incluso marcas puede causar desequilibrios severos. Las baterías más nuevas y fuertes sobrecargarán a las más viejas y débiles, mientras que las débiles descargarán a las fuertes. Esto reduce drásticamente la vida útil de todo el banco y puede representar un riesgo de seguridad. Para un mejor rendimiento y longevidad, siempre use baterías idénticas compradas al mismo tiempo.

Conecté mis baterías en paralelo, pero una parece descargarse más rápido. ¿Por qué?

Este es un problema común a menudo causado por longitudes de cable desiguales o conexiones deficientes. Para que una configuración en paralelo esté equilibrada, la resistencia eléctrica desde los terminales principales positivo/negativo hasta cada batería debe ser idéntica. La mejor práctica es usar cables de la misma longitud y calibre para todas las conexiones. Además, conecta el cable positivo de tu carga a la primera batería del banco y el cable negativo a la última batería. Este método de conexión "diagonal" ayuda a equilibrar la carga y descarga entre todas las baterías.

Para un banco de baterías LiFePO4 (litio), ¿el BMS gestiona el balanceo en serie?

Sí, pero su capacidad es limitada. Un Sistema de Gestión de Baterías (BMS) de calidad equilibra activamente las celdas dentro de un solo paquete de baterías y proporciona protección. Al conectar múltiples baterías de litio en serie, el BMS interno de cada batería funciona de forma independiente. Si el grupo de celdas de una batería alcanza el corte por alto voltaje durante la carga, su BMS la apagará, deteniendo la carga para toda la cadena en serie, incluso si otras baterías no están llenas.

¿Qué sucede si una batería falla en una configuración en serie frente a una en paralelo?

El resultado es muy diferente. En un circuito en serie, si una batería falla (creando un circuito abierto), toda la cadena deja de funcionar, como una bombilla rota en las antiguas luces de Navidad. En un circuito en paralelo, si una batería falla (pero no hace corto), las baterías restantes continuarán suministrando energía, aunque con una capacidad total reducida. Sin embargo, una batería defectuosa también puede descargar las sanas, por lo que debe identificarse y retirarse rápidamente.

¿Es mejor usar dos baterías de 6V en serie o dos baterías de 12V en paralelo para mi RV?

Este es un debate clásico en la comunidad de vehículos recreativos, con un fuerte consenso a favor de dos baterías de 6V en serie. Las baterías de ciclo profundo de 6V tipo "carrito de golf" están diseñadas específicamente para descargas profundas y repetidas. Normalmente tienen placas más gruesas y una construcción más robusta que las baterías marinas/RV estándar de 12V, lo que conduce a una vida útil mucho más larga bajo uso intensivo. Aunque el cableado es un poco más complejo, los beneficios de durabilidad y longevidad generalmente compensan esto para los usuarios serios de RV.