Si estás construyendo un sistema de energía fuera de la red, probablemente uses Baterías LiFePO4. Estas baterías son más seguras y duran más que las baterías de plomo-ácido más antiguas.
Sin embargo, funcionan de manera diferente. No se puede adivinar qué tan llena está la batería con solo mirar el voltaje. También debes programar tu equipo con los números correctos. Si utiliza la configuración incorrecta, podría dañar la batería.
Esta guía proporciona los gráficos y números simples que necesita para configurar su sistema.
Conceptos básicos sobre el voltaje de la batería LiFePO4
Para entender su batería, sepa que un “celúla” es su unidad básica. Un paquete de baterías contiene varias celdas conectadas.
Cada celda LiFePO4 tiene un voltaje nominal de 3,2V, que es su voltaje promedio durante el uso. Su rango seguro es de 2,5 V a 3,65 V.
Las baterías LiFePO4 tienen una curva de descarga plana, por lo que el voltaje se mantiene estable durante el uso, a diferencia de las baterías de automóvil donde el voltaje cae constantemente. Esta eficiencia dificulta medir la energía restante.
Tabla de voltaje LiFePO4: 12 V, 24 V y 48 V
Los siguientes cuadros muestran el voltaje en reposo, que se mide cuando la batería no está cargando ni alimentando dispositivos. Espere al menos 30 minutos después del uso antes de verificar este número.
| Porcentaje (SOC) | 1 celda | 12V | 24V | 48V |
| 100% cargando | 3.65V | 14,6 V | 29,2 V | 58,4 V |
| 100% Descanso | 3,40 V | 13,6 V | 27,2 V | 54,4 V |
| 90% | 3,35 V | 13,4 V | 26,8 V | 53,6 V |
| 80% | 3,32 V | 13,3 V | 26,6 V | 53,1V |
| 70% | 3,30 V | 13,2 V | 26,4 V | 52,8 V |
| 60% | 3,27 V | 13,1 V | 26,1 V | 52,3 V |
| 50% | 3,26 V | 13,0 V | 26,1 V | 52,2 V |
| 40% | 3,25 V | 13,0 V | 26,0 V | 52,0 V |
| 30% | 3,22 V | 12,9 V | 25,8 V | 51,5 V |
| 20% | 3,20 V | 12,8 V | 25,6 V | 51,2 V |
| 10% | 3,00 V | 12,0 V | 24,0 V | 48,0 V |
| 0% | 2,50 V | 10,0 V | 20,0 V | 40,0 V |
Parámetros de carga de la batería LiFePO4
Debes programar tu controlador de carga solar o inversor con los límites correctos.
A diferencia de las baterías de plomo-ácido, las baterías LiFePO4 son sensibles al alto voltaje. Si sube demasiado, el sistema de administración de batería (BMS) dentro de la batería lo apagará para protegerlo.
Utilice estas configuraciones como base y consulte siempre el manual de la marca de su batería.
| Voltaje normal | 3,2 V | 12V/12,8V | 24V/25,6V | 48V/51,2V |
| Voltaje de carga | 3,5 V-3,65 V | 14,2 V-14,6 V | 28,4 V-29,2 V | 56,8 V-58,4 V |
| Voltaje flotante | 3,2 V | 13,6 V | 27,2 V | 54,4 V |
| Máx. Voltaje | 3.65V | 14,6 V | 29,2 V | 58,4 V |
| Mín. Voltaje | 2,5 V | 10V | 20V | 40V |
Baterías LiFePO4: voltajes masivos, flotantes y de ecualización
Verá estos términos en la configuración de su equipo. Esto es lo que significan y qué números usar.
Voltaje a granel (absorción): este es el voltaje utilizado para cargar la batería desde vacía hasta llena. Es el voltaje más alto que alcanzará el cargador.
- Sistema de 12V: 14,2 V a 14,6 V
- Sistema de 24V: 28,4V a 29,2V
- Sistema de 48V: 56,8 V a 58,4 V
Voltaje de flotación: una vez que la batería está llena, el cargador baja el voltaje. Esto mantiene la carga sin estresar las células.
- Sistema de 12 V: 13,5 V a 13,6 V
- Sistema de 24 V: 27,0 V a 27,2 V
- Sistema de 48 V: 54,0 V a 54,4 V
Ecualización de voltaje: la ecualización es una sobrecarga controlada que se utiliza en baterías de plomo-ácido para limpiar las placas.
- Configuración: APAGADO o Desactivado.
- Advertencia: No utilice ecualización en baterías LiFePO4. Provoca un alto voltaje que puede dañar permanentemente las celdas de litio.
Baterías LiFePO4: Procesos de carga y descarga
El comportamiento de la batería cambia dependiendo de si entra o sale energía.
El proceso de carga
Cuando cargas la batería, el voltaje aumenta.
El cargador suministra corriente constante hasta que el voltaje alcanza la configuración Bulk (como 14,4 V). Luego, la corriente cae a medida que la batería absorbe la última porción de energía.
El proceso de alta
Cuando usas la batería, el voltaje cae.
- Completo: Comienza alto (alrededor de 13,6 V o más).
- Medio: Cae rápidamente a aproximadamente 13,3 V y permanece allí durante la mayor parte del día. Esta es la parte plana de la curva.
- Vacío: una vez que alcanza aproximadamente 12,9 V, se está agotando. Por debajo de 12,8 V, el voltaje caerá muy rápidamente. A esto se le suele llamar el “acantilado.”
¿El voltaje afecta el rendimiento de la batería LiFePO4?
Sí, el voltaje afecta el funcionamiento de su sistema.
- Capacidad: El voltaje y la capacidad están directamente relacionados. – Un voltaje más alto aumenta la capacidad, lo que permite que la batería almacene más energía y alimente los dispositivos por más tiempo.
- Vida útil: Las baterías LiFePO4 de alto voltaje duran más y pueden soportar más ciclos. Mantener un voltaje óptimo evita la fuga térmica, las reacciones químicas incompletas y la degradación.
- Carga: El voltaje de la batería afecta la seguridad y eficiencia de la carga. El voltaje incorrecto provoca sobrecalentamiento o carga insuficiente, lo que perjudica el rendimiento, la salud y la vida útil.
- Descarga: La descarga por debajo del voltaje recomendado daña permanentemente la batería y acorta su vida útil.
- Eficiencia: Un voltaje más alto mejora la eficiencia de la entrega de energía.
Cómo comprobar la capacidad de la batería LiFePO4
Usar un voltímetro para comprobar qué tan llena está la batería no funciona bien.
Debido a que la curva de voltaje es tan plana, la diferencia entre una batería al 40% y al 70% es muy pequeña. Puede que solo sean 0,1 voltios. Los voltímetros baratos no son lo suficientemente precisos para leer esta diferencia.
La solución Deberías utilizar un Derivación inteligente.
- Un Smart Shunt es un dispositivo instalado en el cable negativo de la batería.
- Cuenta cada amperio de energía que ingresa a la batería.
- Cuenta cada amperio que sale de la batería.
- Calcula el porcentaje exacto (estado de carga) y lo muestra en una pantalla o en su teléfono.
Conclusión
Las baterías LiFePO4 son excelentes para vivir fuera de la red, pero requieren atención al detalle.
- Memorizar la tensión nominal: 3,2V por celda.
- Programe su cargador: use los números Bulk y Float enumerados anteriormente.
- Desactivar ecualización: esto protege la batería contra daños.
- Ignora el voltaje para las comprobaciones diarias: utiliza un Smart Shunt para saber exactamente cuánta energía te queda.
Preguntas frecuentes
¿Por qué mi batería indica 13,3 V después de cargarla a 14,6 V?
Esto es normal. 14, 6 V es el voltaje de carga y la batería vuelve a su voltaje de reposo después de cargarse. Un voltaje en reposo de 13,6 V significa que está completamente cargado, pero cae a 13,3 V con un uso mínimo.
¿Puedo utilizar un cargador de plomo-ácido?
Úselo sólo si puede desactivar el “desulfatación” o “igualar” modo. Si el cargador supera los 14, 6 V, dañará la batería de litio de 12V. Usar un cargador diseñado para litio es más seguro.
¿A qué voltaje debo desconectar mi carga?
Para un sistema de 12 V, deje de usar la batería a 12, 0 V para conservar algo de energía. Drenarlo a 10, 0 V activa el apagado del BMS, lo que posiblemente requiera un cargador especial para reiniciar la batería.
