직렬 배터리와 병렬 배터리의 차이점은 무엇인가요?

직렬과 병렬 배터리는 특정 전압, 용량, 전류 요구사항을 충족하기 위해 다르게 연결됩니다. 직렬 연결은 배터리 전압을 증가시키고, 병렬 연결은 명목 전압을 변경하지 않고 용량과 가용 전류를 증가시킵니다.

이러한 차이점을 이해하는 것은 의료기기, 산업 장비, 휴대용 전자제품 및 기타 응용 분야용 리튬 배터리 팩을 설계할 때 필수적입니다. 올바른 구성은 기기의 전기 요구사항, 예상 작동 시간, 배터리 관리 시스템에 따라 달라집니다.

배터리를 직렬로 연결하면 무슨 일이 일어나나요?

직렬 연결은 한 셀의 양극 단자를 다른 셀의 음극 단자로 연결하여 고전압 배터리 시스템을 만듭니다.

총 전압은 개별 셀 전압의 합과 같으며, 용량은 암페어시(Ah)로 표현되어 변하지 않습니다.

예를 들어, 동일한 3.7V, 2500mAh 리튬이온 셀 4개를 직렬로 연결하면 다음과 같은 결과가 나옵니다:

• 명목 전압: 14.8V
• 용량: 2500mAh
• 구성: 4S1P
• 명목 에너지: 37Wh

직렬 연결은 전자 장치가 단일 셀이 제공할 수 있는 것보다 더 높은 동작 전압을 요구할 때 일반적으로 사용됩니다.

하지만 충전 시스템과 BMS는 전체 시리즈 구성을 지원해야 합니다.

배터리가 병렬로 연결되어 있으면 무슨 일이 일어날까요?

병렬 연결은 셀의 양극 단자를 연결하고 음극 단자를 서로 연결한다.

직렬 연결과 달리, 병렬 구성은 동일한 명목 전압을 유지하면서 총 용량을 증가시킵니다.

예를 들어, 4개의 동일한 3.7V, 2500mAh 셀을 병렬로 연결하면 다음과 같은 생산이 가능합니다:

• 명목 전압: 3.7V
• 용량: 10,000mAh
• 구성: 1S4P
• 명목 에너지: 37Wh

병렬 연결은 셀, 배선 및 보호 시스템이 적절히 설계되어 있다면 작동 시간을 연장하고 사용 가능한 방전 전류를 증가시킬 수 있습니다.

더 긴 운영 시간이 필요한 응용 분야는 GLOFLUX의 가이드를 참조하세요.Ah와 Wh에서 배터리 실행 시간 계산.

직렬 배터리와 병렬 배터리의 주요 차이점은 무엇인가요?

주요 차이점은 전압, 용량, 전류 분포, 배터리 관리 요구사항에 있습니다.

다음 표는 두 구성을 비교합니다.

두 구성 모두 동일한 셀을 추가하면 총 저장 에너지를 증가시킵니다.

차이점은 그 에너지가 연결된 장비에 어떻게 전달되는가에 있습니다.

배터리를 직렬과 병렬로 모두 연결할 수 있나요?

네. 많은 리튬 배터리 팩은 직렬과 병렬 연결을 결합해 필요한 전압과 용량을 동시에 달성합니다.

예를 들어, 4S2P 배터리 팩은 8개의 셀이 4개의 직렬 그룹으로 배열되어 있으며, 각 그룹 내에 두 개의 셀이 병렬로 연결되어 있습니다.

3.7V, 2500mAh 셀을 사용하여 최종 사양은 다음과 같습니다:

적절한 조합은 장치의 작동 전압, 전력 소비, 사용 가능한 설치 공간, 예상 실행 시간에 따라 달라집니다.

구성을 선택하기 전에 필요한 용량을 우리의 기준으로 결정하세요배터리 용량 계산 가이드.

어떤 구성이 더 긴 배터리 수명을 제공하나요?

배터리 지속 시간은 직렬 또는 병렬 배열만이 아니라 사용 가능한 저장 에너지와 실제 전력 소비량에 주로 의존합니다.

동일한 3.7V, 2500mAh 배터리 4개가 들어 있는 두 개의 배터리 팩을 생각해 봅시다.

4S1P 구성은 14.8V와 2.5Ah를 제공하며, 1S4P 구성은 3.7V와 10Ah를 제공합니다.

두 엔진 모두 약 37Wh의 명목 에너지를 제공합니다.

동일한 부하 조건에서는 이론적 작동 시간이 유사합니다. 실제 실행 시간은 전압 변환 효율, 방전 전류, 온도, 배터리 보호 한계 등으로 인해 다를 수 있습니다.

따라서 팩 전압이 다를 때 Ah만으로 배터리 작동 시간을 비교하는 것은 오해의 소지가 있을 수 있습니다.

직렬 배터리와 병렬 배터리는 서로 다른 BMS 설계가 필요한가요?

네. 배터리 관리 시스템은 배터리 화학, 시리즈 수, 충전 요구사항, 예상 작동 전류와 일치해야 합니다.

직렬 연결 리튬 배터리 팩은 일반적으로 개별 직렬 그룹의 모니터링이 필요합니다. 그룹 간 차이를 관리하기 위해 셀 밸런싱도 필요할 수 있습니다.

병렬 연결 셀은 대략 같은 전압으로 동작하지만, 전류 공유, 셀 매칭, 적절한 보호가 필수적입니다.

추가 정보는 다음을 참조하세요.리튬 배터리 팩에 적합한 BMS를 선택하는 방법.

배터리 구성을 선택하기 전에 무엇을 고려해야 할까요?

올바른 구성을 위해서는 적절한 전압이나 용량을 선택하는 것 이상의 것이 필요합니다.

엔지니어는 장치의 연속 및 피크 전류 요구사항, 배터리 화학, 충전 전압, 온도 범위, 기계적 치수 및 적용 가능한 안전 기준을 평가해야 합니다.

셀 또한 적절히 매칭되어야 합니다. 호환되지 않는 셀을 결합하면 전류 공유가 고르지 않거나, 과열되거나, 조기 배터리 고장이 발생할 수 있습니다.

글로플럭스는맞춤형 리튬 배터리 솔루션셀 선택, 직렬-병렬 구성, BMS 통합, 커넥터 맞춤화, 배터리 팩 개발 등 OEM 응용을 위한 것입니다.

자주 묻는 질문

리튬 배터리를 직렬로 연결할 수 있나요?

네, 셀이 호환되고 전체 배터리 시스템이 제대로 설계되어 있다면 가능합니다. 충전기, 보호 회로, BMS는 시리즈 구성과 셀 사양에 맞아야 합니다.

배터리를 병렬로 연결하면 전압이 증가하나요?

아니요. 병렬 연결은 대략 동일한 명목 전압을 유지하면서 총 용량을 증가시키고 잠재적으로 사용 가능한 방전 전류를 증가시킵니다.

직렬 배터리와 병렬 배터리 중 어느 쪽이 더 나은가요?

어느 구성도 보편적으로 더 나은 것은 아닙니다. 직렬 연결은 더 높은 전압을 제공하고, 병렬 연결은 같은 전압에서 더 큰 용량을 제공합니다. 많은 응용 분야에서는 두 가지 조합이 필요합니다.

용량이 다른 배터리를 연결할 수 있나요?

용량, 연식 또는 전기 특성이 다른 셀을 혼합하는 것은 일반적으로 권장되지 않습니다. 불균형한 셀 성능은 불균형을 일으키고 배터리 신뢰성을 저하시킬 수 있습니다.

직렬 연결이 배터리 용량을 늘려주나요?

직렬 연결은 전압을 증가시키지만 팩의 Ah 등급은 증가시키지 않습니다. 하지만 동일한 셀을 직렬로 추가하면 총 명목 에너지가 와트시 단위로 증가합니다.

직렬 배터리와 병렬 배터리에 같은 BMS를 사용할 수 있나요?

반드시 그렇지는 않습니다. BMS는 배터리의 시리즈 수, 화학, 전류 요구사항 및 보호 사양과 일치해야 합니다. 한 구성에 맞게 설계된 BMS가 다른 구성과 호환된다고 가정해서는 안 됩니다.