Aumentare il voltaggio della batteria: connessione in serie delle celle
Per aumentare il voltaggio, collega le celle elettrochimiche in serie — polo positivo di una cella al polo negativo della successiva.
Principio della Connessione in Serie
- I voltaggi si sommano: V_totale = V₁ + V₂ + ... + Vₙ
- Capacità di corrente: Limitata dalla cella più debole (la stessa corrente fluisce attraverso tutte).
- Capacità (Ah): Uguale a una singola cella (supponendo celle abbinate).
- Energia (Wh): Somma delle energie delle singole celle.
Esempi
| Configurazione | Voltaggio Cella | Voltaggio Totale | Applicazione |
|---|---|---|---|
| 2 × Alcaline AA | 1,5 V | 3,0 V | Telecom, orologi, sensori |
| 3 × NiMH AA | 1,2 V | 3,6 V | Telefoni cordless, luci solari |
| 4 × Li-ion 18650 | 3,7 V | 14,8 V (4S) | Pack laptop, utensili elettrici, e-bike |
| 6 × Piombo-acido 2V | 2,0 V | 12 V | Batteria SLI automobilistica |
| 13 × LiFePO₄ prismatiche | 3,2 V | 41,6 V | 48V nominale telecom / solare |
Requisiti Critici
- Abbinamento celle: Stessa chimica, capacità, età, resistenza interna. Disabbinamento → sovraccarica/scarica eccessiva della cella debole → guasto/incendio.
- BMS (Battery Management System): Obbligatorio per Li-ion >2S. Monitora voltaggio per cella, bilancia, protegge.
- Resistenza interconnessioni: Percorsi a bassa resistenza uguali — busbar, nichel saldato a punti, filo spesso.
- Fusibili: Fusibili per cella o per gruppo parallelo in pack grandi.
Contrasto: Connessione in Parallelo
Parallelo: la capacità si somma, il voltaggio rimane uguale. Usato per aumentare l'autonomia (es. 2P4S = 2 stringhe parallele di 4 in serie).
Serie = voltaggio. Parallelo = capacità. Entrambi = voltaggio + capacità.