Hola,
Voy a poner un ejemplo con gráficas reales de mi PowerWall (PW), la curva de carga son todas iguales con esta tecnología, lo único que hay que tener en cuenta son los valores de tensión en función de la configuración y controlar la corriente de carga (a fuente de corriente).
Las baterías de Litio de 12V llevan una configuración 4S (es decir 4 celdas en serie) que la otorgan su tensión nominal, la capacidad depende de las celdas empleadas y sus paralelos. Por ejemplo, una batería de 4S5P con celdas de 4Ah (4000mAh) y 3,2V nominales tendrá un tensión de 4*3,2V, es decir 12,8V y una capacidad de 5*4Ah (los 5 paralelos), la batería resultante será de 12,8V y 20Ah brutos.
El Powerwall, no es más que una caja con las celdas y todos lo elementos de seguridad y gestión y una capacidad elevada, enfocado al uso residencial. Estas graficas son de una batería con una configuración 15S120P, con una capacidad de 330Ah y una tensión nominal de 55.5V.
Para cargar la batería, los cargadores avanzados como el que uso (es un inversor híbrido) tiene un montón de parámetros. Un cargador "portátil" no admite ninguna configuración, esta diseñado para baterías de Litio, algunos cargadores pueden cargar distintos tipos, LFP. Li-ion... y está usando parámetros definidos en su firmware.
Todo cargador de Litio está microcontrolado.
Los cargadores solares, por ejemplo SmartSolar de Victrón, los Inversores Híbridos, etc. pueden configurarse en un modo experto donde puedes fijar los parámetros de carga. Por ejemplo, la vida de la batería depende de lo que la estresemos, podemos fijar la corriente y la tensión de carga de la batería, para aumentar sus ciclos. También en la tensión mínima durante la descarga, es muy conveniente.
La BMS, la que yo tengo de 250A tiene un puerto de comunicación UART y la tengo integrada con la domótica, en ella se pueden fijar los umbrales de seguridad, por ejemplo si la tensión máxima de la batería son 14,6V y la cargo hasta los 13,8V, dejo un margen de 0,2V en cada celda, a unos 3,45V, puedo configurar la BMS para que corte la corriente si se exceden los 3,6V por celda, si por algún motivo sucediera... La BMS va cortar la corriente de salida cuando detecte que la batería supera un valor de tensión establecido, cuando cae por debajo de un nivel de tensión (antes de ser crítico) y también actúa por exceso de temperatura, cortocircuito y descompensación (diferencia) entre la tensión de las celdas (grupos serie). La BMS protege a la batería ya que las sobretensiones dañan la batería así como las descargas profundas y debe actuar cuando hay un problema y no por una mala gestión en la carga.
Las BMS de muchas baterías van a piñón fijo, dentro de la carcasa y conectada a las celdas, ejemplo la batería de 12V de LFP, las baterías de portátiles, aspiradores, etc... Otras nos permiten cambiar parámetros, conectarnos vía Bluetooth, etc. Las BMS las hay de muchos precios...
Las BMS no son balanceadores, algunos modelos pueden a través de resistencias drenar unos cuantos mA entre las celdas como los DALY, pero no son balanceadores activos. La BMS es un dispositivo de seguridad que corta la salida de la batería por los parámetros que comentaba. Para balancear se precisa se un balanceador activo dedicado, qué no es incompatible con la BMS!
Las gráficas de ejemplo de mi PW. Es la misma carga, vemos la tensión durante el proceso y la corriente.
Ver el archivos adjunto 4142827
La corriente de carga depende del tipo y capacidad de la batería, hay que ceñirse a la recomendación del fabricante y no superar la corriente máxima de carga pues la dañaremos. En esta captura, la carga de la batería se inicia a 36A de corriente (gráfica inferior) el cargador mantiene la corriente constante, la tensión va subiendo como se puede ver desde los 56,3V hasta alcanzar la tensión que he fijado de carga, en mi caso 59,8V (de 63V máximo) que se alcanzan después de unas 2 horas de carga, a partir de ese momento la tensión se mantiene constante y la corriente va disminuyendo progresivamente hasta llegar prácticamente a ser 0. El proceso de carga finaliza cuando la corriente disminuye de un valor configurable (se denomina en inglés (tail current), yo utilizo 2A, cuando la corriente cae por debajo de 2A doy por finalizada la carga, antes de pasar a usar la batería. El proceso a corriente constante hasta alcanzar la tensión de 59,8V es denominado Bulk, la batería habrá alcanzado en torno al 85% de su capacidad, luego se mantiene la tensión constante y va disminuyendo la corriente progresivamente (etapa de absorción), y por último la flotación donde se mantiene constante la tensión y la corriente es muy baja, garantiza el mantenimiento de carga en el tiempo. No está representado ya que no hago flotación pues empiezo a usar la batería...
Respecto a PWM y MPPT, el PWM es económico, a nivel de instalaciones fotovoltaicas residenciales sólo se utiliza MPPT, es mucho más eficiente. El PWM lo llevan algunos inversores chinos baratos, cargadores solares del Aliexpress.
Lo mejor es MPPT, pero un cargador solar se va de 100€ mientras que un PWM, vale 4 perras.
Saludos.
