직렬 및 병렬 구성에 대해 자세히 알아보기 전에 배터리 연결의 기본 개념을 파악하는 것이 중요합니다. 배터리는 다양한 전압 및 용량 결과를 얻기 위해 여러 가지 방법으로 연결할 수 있습니다. 가장 일반적인 두 가지 구성은 다음과 같습니다:

1. 시리즈 구성: 배터리를 종단 간 연결하여 전압을 높입니다.
2. 병렬 구성: 배터리를 나란히 연결하여 용량을 늘릴 수 있습니다.

시리즈 배터리

배터리를 직렬로 연결하려면 한 배터리의 양극 단자를 다음 배터리의 음극 단자에 연결해야 합니다. 이 배열은 동일한 용량(암페어시, Ah)을 유지하면서 각 배터리의 전압을 효과적으로 추가합니다.

주요 특징:

• 전압 증가: 총 전압은 모든 개별 배터리 전압의 합계입니다.
• 상시 용량: 전체 용량은 단일 배터리와 동일하게 유지됩니다.
• 애플리케이션: 전기 자동차 및 전동 공구와 같이 고전압이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

시리즈 구성의 예:

• 12V 배터리 4개를 직렬로 연결하면 총 전압은 48V(12V + 12V + 12V + 12V)가 되지만 용량은 배터리 1개 수준으로 유지됩니다.

배터리 2개를 직렬로 연결하는 방법

두 개의 배터리를 직렬로 연결합니다:

1. 첫 번째 배터리의 양극 단자를 두 번째 배터리의 음극 단자에 연결합니다.
2. 나머지 여유 단자(첫 번째 배터리의 음극과 두 번째 배터리의 양극)는 장치에 연결하는 데 사용됩니다.

이 방법을 사용하면 용량은 동일하게 유지하면서 전압은 두 배로 늘릴 수 있습니다.

병렬 배터리

병렬 구성에서는 모든 양극 단자를 연결하고 모든 음극 단자를 연결하여 배터리를 연결합니다. 이 설정은 전압을 단일 배터리와 동일하게 유지하면서 총 용량을 늘립니다.

주요 특징:

• 용량 증가: 총 용량은 모든 개별 배터리 용량의 합계입니다.
• 정전압: 전체 전압은 단일 배터리와 동일하게 유지됩니다.
• 애플리케이션: 태양광 발전 시스템 및 무정전 전원 공급 장치(UPS)와 같이 더 긴 실행 시간이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

병렬 구성의 예:

• 12V 배터리 4개를 병렬로 연결하면 총 용량은 모든 배터리 용량의 합이 되며, 예를 들어 각 배터리 용량이 100Ah인 경우 전압은 12V를 유지하면서 총 용량은 400Ah(100Ah + 100Ah + 100Ah + 100Ah)가 됩니다.

배터리를 병렬로 배선하는 방법

배터리를 병렬로 연결하려면:

1. 모든 양극 단자를 함께 연결합니다.
2. 모든 음극 단자를 함께 연결합니다.
3. 양극과 음극 단자를 결합하여 장치에 연결합니다.

이 구성은 전압을 변경하지 않고도 용량을 늘릴 수 있습니다.

장점과 단점

시리즈 구성 장단점

장점:

• 더 높은 전압 출력: 더 높은 전압이 필요한 장치에 이상적입니다.
• 더 간단한 배선: 고전압이 필요한 시스템에서 더 쉽게 관리할 수 있습니다.

단점:

• 균일한 용량 요구 사항: 모든 배터리의 용량과 충전 상태는 동일해야 합니다.
• 과다 청구 위험: 배터리가 균일하게 충전되지 않은 경우 위험할 수 있습니다.

병렬 구성의 장단점

장점:

• 실행 시간 연장: 용량이 증가하면 사용 시간이 길어집니다.
• 중복성: 하나의 배터리가 고장 나더라도 다른 배터리는 계속 작동합니다.
• 확장성: 배터리를 쉽게 추가하여 용량을 늘릴 수 있습니다.

단점:

• 충전의 복잡성: 모든 배터리를 균일하게 충전할 수 있도록 세심한 관리가 필요합니다.
• 무게와 공간 증가: 배터리가 많을수록 공간과 무게를 더 많이 고려해야 합니다.

데이지 체인 배터리: 직렬 및 병렬 결합

경우에 따라 데이지 체인으로 알려진 직렬 및 병렬 구성을 모두 결합하는 것이 유리할 수 있습니다. 이 방법은 더 높은 전압과 더 큰 용량을 모두 제공할 수 있습니다.

데이지 체인 예시:

• 12V 배터리 두 쌍을 직렬로 연결하여 두 세트의 24V를 얻습니다.
• 그런 다음 이 두 세트를 병렬로 연결하여 용량을 늘린 24V를 제공하는 구성을 달성하세요.

이 설정은 고전압과 긴 실행 시간이 모두 필요한 재생 에너지 시스템과 같은 애플리케이션에서 특히 유용할 수 있습니다.

병렬 배터리 배선 위험

배터리를 병렬로 연결하면 많은 이점이 있지만 위험이 없는 것은 아닙니다. 병렬로 배선된 배터리 위험 는 주로 충전과 방전이 불균일하여 과열 및 배터리 고장을 일으킬 수 있는 가능성을 중심으로 합니다.

안전 수칙:

• 동일한 배터리 사용: 모든 배터리의 전압과 용량이 동일한지 확인하세요.
• 정기 유지 관리: 연결 및 배터리 상태를 정기적으로 확인하세요.
• 배터리 관리 시스템(BMS) 사용: BMS를 구현하여 요금을 모니터링하고 균형을 맞춥니다.