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소식

배터리 수리: 리튬 배터리 팩의 직렬/병렬 연결 시 핵심 사항

소개:

배터리 수리 및 리튬 배터리 팩 확장 애플리케이션에서 핵심적인 문제는 두 개 이상의 리튬 배터리 팩을 직렬 또는 병렬로 직접 연결할 수 있는지 여부입니다. 잘못된 연결 방식은 배터리 성능 저하를 초래할 뿐만 아니라 단락 및 과열과 같은 안전 위험을 야기할 수 있습니다. 다음으로, 병렬 및 직렬 연결 관점에서 리튬 배터리 팩을 올바르게 연결하는 방법과 주의 사항을 자세히 분석하겠습니다.

리튬 배터리 팩의 병렬 연결: 작동 조건과 보호에 동등한 중요성을 부여합니다.

리튬 배터리 팩의 병렬 연결은 크게 두 가지 상황으로 나눌 수 있는데, 핵심은 배터리 팩의 매개변수가 일치하는지, 그리고 필요한 보호 조치가 취해졌는지 여부입니다.

(1) 매개변수가 일치하는 경우 직접 병렬 연결

두 세트의 리튬 배터리 팩의 전압, 용량, 내부 저항, 셀 모델 및 기타 사양이 완전히 동일한 경우 병렬 운전이 직접 가능합니다. 예를 들어, 4직렬 구조에 공칭 전압이 12V인 두 세트의 리튬 배터리 팩이 완전히 충전되어 동일한 전압을 가질 경우, 각 팩의 양극은 양극끼리, 음극은 음극끼리 연결하여 병렬로 연결할 수 있습니다. 단, 각 배터리 팩에는 과충전, 과방전 및 단락 보호 기능을 갖춘 독립적인 보호 회로 기판이 반드시 장착되어 있어야 합니다.

(2) 매개변수가 일치하지 않을 때의 병렬 처리 방식

실제 수리 과정에서 공칭 전압(예: 12V)은 같더라도 용량(50Ah와 60Ah)이나 내부 저항이 다른, 생산 배치가 다른 셀로 구성된 배터리 팩을 흔히 접하게 됩니다. 이러한 경우 직접 병렬 연결은 매우 위험합니다. 두 배터리 팩의 전압이 다를 때(예: 14V와 12V), 고전압 배터리 팩이 저전압 배터리 팩을 빠르게 충전하게 됩니다. 옴의 법칙에 따르면, 저전압 배터리 팩의 내부 저항이 2Ω인 경우 순간적인 상호 충전 전류는 1000A에 달할 수 있으며, 이는 배터리의 과열, 팽창, 심지어 화재로 이어질 수 있습니다.

이러한 상황에 대처하기 위해서는 병렬 보호 장치를 추가해야 합니다.

전류 제한 기능이 내장된 보호 회로 기판을 선택하십시오. 일부 고급 보호 회로 기판은 병렬 전류 제한 기능을 갖추고 있어 상호 충전 전류를 안전한 범위 내로 자동 제한할 수 있습니다.

외부 병렬 전류 제한 모듈 설치: 보호 보드에 이 기능이 없는 경우, 추가적인 전문 전류 제한 모듈을 구성하여 전류를 적절한 수준으로 제어하고 안전한 연결을 보장할 수 있습니다.

리튬 배터리 팩 직렬 연결: 높은 요구 사항 및 맞춤형 솔루션

리튬 배터리 팩을 병렬로 연결하는 것과 비교했을 때, 직렬로 연결할 때는 배터리 팩의 일관성에 대한 요구 조건이 훨씬 더 엄격합니다. 직렬 연결은 배터리 팩 내부의 배터리 셀을 조립하는 과정과 유사한데, 두 배터리 팩 간의 전압, 용량, 내부 저항, 자가 방전율 등의 매개변수가 매우 일관적이어야 합니다. 그렇지 않으면 전압 분포가 불균일해져 성능이 저하된 배터리 팩의 노화를 가속화할 수 있습니다.

또한, 직렬 연결 후 총 전압은 단일 그룹(예: 12V 배터리 두 세트를 직렬로 연결하여 24V)의 전압 합이므로 보호 회로 기판의 MOS 튜브 내전압에 대한 요구 사항이 더욱 높아집니다. 일반적인 보호 회로 기판은 보통 단일 전압 그룹에만 적합합니다. 직렬 연결 시에는 충전 및 방전 중 직렬 연결된 배터리 팩의 안전성과 안정성을 확보하기 위해 고전압 보호 회로 기판을 맞춤 제작하거나 다중 스트링을 지원하는 전문 배터리 관리 시스템(BMS)을 선택해야 하는 경우가 많습니다.

안전 수칙 및 실용적인 제안

임의 직렬 병렬 연결은 엄격히 금지됩니다. 배터리 셀의 화학적 특성 및 제조 공정의 차이로 인해, 브랜드 및 생산 배치가 다른 리튬 배터리 팩을 별도의 처리 없이 직접 연결하는 것은 허용되지 않습니다.

정기 점검 및 유지보수: 병렬 시스템은 매달 배터리 팩 전압을 점검해야 하며, 차이가 0.3V를 초과할 경우 별도로 충전하여 밸런싱 작업을 수행해야 합니다. 직렬 시스템은 BMS를 통해 분기별로 능동 밸런싱 작업을 수행하는 것이 좋습니다.

고품질 부품을 선택하십시오: UN38.3, CE 등의 인증을 받은 보호 회로 기판 및 BMS를 사용해야 합니다. 연결선은 전류 부하에 따라 적절한 굵기의 것을 선택하여 전선 손실로 인한 발열을 방지해야 합니다.

리튬 배터리 팩의 직렬 병렬 운전은 안전을 최우선으로 고려하여 배터리 팩 매개변수의 일관성을 엄격하게 관리하고 전문 보호 장치와 함께 사용해야 합니다. 이러한 핵심 사항을 숙지하면 배터리 수리 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 리튬 배터리 팩의 장기적인 안정적 운전을 보장할 수 있습니다.

견적 요청:

재클린:jacqueline@heltec-energy.com/ +86 185 8375 6538

낸시:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713


게시 시간: 2025년 5월 23일