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Aumentando Tensão de Bateria: Conexão em Série de Células

Para aumentar tensão, conecte células eletroquímicas em série — terminal positivo de uma célula ao terminal negativo da próxima.

Princípio da Conexão em Série

  • Tensões somam: V_total = V₁ + V₂ + ... + Vₙ
  • Capacidade de corrente: Limitada pela célula mais fraca (mesma corrente flui por todas).
  • Capacidade (Ah): Igual à de célula única (assumindo células iguais).
  • Energia (Wh): Soma das energias individuais.

Exemplos

ConfiguraçãoTensão CélulaTensão TotalAplicação
2 × Alcalina AA1,5 V3,0 VControles, relógios, sensores
3 × NiMH AA1,2 V3,6 VTelefones sem fio, luzes solares
4 × Li-ion 186503,7 V14,8 V (4S)Packs notebook, ferramentas, e-bikes
6 × Chumbo-ácido 2V2,0 V12 VBateria automotiva SLI
13 × LiFePO₄ prismática3,2 V41,6 V48V nominal telecom / solar

Requisitos Críticos

  • Matching de células: Mesma química, capacidade, idade, resistência interna. Mismatch → sobrecarga/subcarga da célula fraca → falha/incêndio.
  • BMS (Battery Management System): Obrigatório para Li-ion >2S. Monitora tensão por célula, balanceia, protege.
  • Resistência de interconexão: Baixa, caminhos de resistência igual — barramentos, níquel spot-welded, fio grosso.
  • Fusíveis: Por célula ou por grupo paralelo em packs grandes.

Contraste: Conexão Paralela

Paralelo: Capacidade soma, tensão igual. Usado para aumentar autonomia (ex.: 2P4S = 2 strings paralelas de 4 série).

Série = tensão. Paralelo = capacidade. Ambos = tensão + capacidade.