배터리 구동 시스템을 설계하거나 확장할 때 흔히 제기되는 질문이 있습니다. 동일한 전압의 배터리 팩 두 개를 직렬로 연결할 수 있을까요? 간단히 답하자면, 가능합니다.예하지만 중요한 전제 조건이 있습니다.보호 회로의 내전압 용량신중하게 평가해야 합니다. 아래에서는 안전하고 안정적인 작동을 보장하기 위한 기술적 세부 사항과 주의 사항을 설명합니다.
한계 이해하기: 보호 회로 전압 허용 오차
리튬 배터리 팩에는 일반적으로 과충전, 과방전 및 단락을 방지하기 위한 보호 회로 기판(PCB)이 장착되어 있습니다. 이 PCB의 핵심 매개변수는 다음과 같습니다.MOSFET의 내전압 정격(전류 흐름을 제어하는 전자 스위치).
예시 시나리오:
예를 들어 4셀 LiFePO4 배터리 팩 두 개를 생각해 보겠습니다. 각 팩의 완전 충전 전압은 14.6V(셀당 3.65V)입니다. 이들을 직렬로 연결하면 전체 전압은 다음과 같습니다.29.2V표준 12V 배터리 보호 PCB는 일반적으로 정격 MOSFET을 사용하여 설계됩니다.35~40V이 경우 총 전압(29.2V)은 안전 범위 내에 있으므로 배터리가 직렬로 연결되어 정상적으로 작동할 수 있습니다.
한도 초과 위험:
하지만 이러한 팩 네 개를 직렬로 연결하면 총 전압이 58.4V를 초과하게 되는데, 이는 표준 PCB의 허용 오차인 35~40V를 훨씬 넘어섭니다. 따라서 잠재적인 위험이 발생할 수 있습니다.
위험에 숨겨진 과학
배터리를 직렬로 연결하면 전압이 합산되지만, 보호 회로는 독립적으로 작동합니다. 정상적인 상황에서는 합산된 전압이 부하(예: 48V 장치)에 문제없이 전력을 공급합니다. 그러나 만약배터리 팩 하나가 보호 기능을 작동시킵니다.(과방전이나 과전류 등)이 발생하면 해당 MOSFET이 해당 배터리 팩을 회로에서 분리합니다.
이 시점에서 직렬로 연결된 나머지 배터리의 전체 전압이 분리된 MOSFET에 인가됩니다. 예를 들어, 4팩 구성에서 분리된 PCB는 거의 동일한 전압을 받게 됩니다.58.4V정격 전압인 35~40V를 초과하면 MOSFET이 고장날 수 있습니다.전압 파괴이는 보호 회로를 영구적으로 비활성화시켜 배터리를 향후 위험에 취약하게 만듭니다.
안전한 직렬 연결을 위한 솔루션
이러한 위험을 피하려면 다음 지침을 따르십시오.
1.제조업체 사양을 확인하십시오:
배터리 보호 PCB가 직렬 연결에 적합한지 반드시 확인하십시오. 일부 PCB는 멀티팩 구성에서 더 높은 전압을 처리하도록 특별히 설계되었습니다.
2.맞춤형 고전압 PCB:
태양광 에너지 저장 장치나 전기차 시스템처럼 여러 개의 배터리를 직렬로 연결해야 하는 프로젝트의 경우, 맞춤형 고전압 MOSFET을 사용한 보호 회로를 선택하는 것이 좋습니다. 이러한 MOSFET은 직렬 연결 구성의 총 전압을 견딜 수 있도록 설계할 수 있습니다.
3.균형 잡힌 디자인:
직렬로 연결된 모든 배터리 팩의 용량, 사용 기간 및 상태가 동일한지 확인하여 보호 메커니즘의 불균형적인 작동 위험을 최소화하십시오.
마지막으로
동일 전압의 배터리를 직렬로 연결하는 것은 기술적으로 가능하지만, 진정한 과제는 안정성을 확보하는 데 있습니다.보호 회로는 누적 전압 스트레스를 견딜 수 있습니다.구성 요소 사양을 우선시하고 선제적인 설계를 통해 고전압 애플리케이션에 맞게 배터리 시스템을 안전하게 확장할 수 있습니다.
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게시 시간: 2025년 5월 22일
