バッテリー システムを設計する場合、直列構成と並列構成の違いを理解することが重要です。バッテリーを接続するこれら 2 つの方法は、電圧、容量、および全体的なパフォーマンスに異なる影響を及ぼします。この記事では、直列バッテリーと並列バッテリーの主な違いについて説明し、特定のエネルギー ニーズについて十分な情報に基づいた決定を下せるよう支援します。
シリーズ構成
電圧上昇
直列構成では、1 つのバッテリーのプラス端子が次のバッテリーのマイナス端子に接続されます。
システム全体の電圧は、すべての個々のバッテリーの電圧の合計です。たとえば、3.7V のバッテリーを 4 つ直列に接続すると、合計電圧は 14.8V (3.7V x 4) になります。
定常容量
電圧は上昇しますが、容量 (アンペア時間 (Ah) で測定) は単一のバッテリーと同じままです。
各バッテリーの容量が 2Ah の場合、直列接続されたバッテリーの合計容量も 2Ah になります。
アプリケーション
直列構成は、電気自動車、電動工具、太陽光発電システムなどの一部の再生可能エネルギーシステムなど、より高い電圧が必要な場合によく使用されます。
バランス要件
直列接続の欠点の 1 つは、バランス調整が必要なことです。直列接続されたバッテリーは、均等に充電および放電されるようにバランス調整する必要があり、多くの場合、追加の回路またはバッテリー管理システム (BMS) が必要になります。
並列構成
容量増加
並列構成では、すべての正極端子が一緒に接続され、すべての負極端子が一緒に接続されます。
総容量は、すべての個々のバッテリーの容量の合計です。たとえば、2Ah のバッテリーを 4 つ並列に接続すると、総容量は 8Ah (2Ah x 4) になります。
定電圧
容量は増加しますが、電圧は単一のバッテリーと同じままです。
各電池の電圧が 3.7V の場合、並列接続された電池の合計電圧も 3.7V になります。
アプリケーション
並列構成は、ポータブル電子機器、バックアップ電源システム、一部のタイプの再生可能エネルギー貯蔵など、電圧を上げずに動作時間を長くする必要がある場合に最適です。
現在の分布
並列接続の利点の 1 つは、電流負荷がすべてのバッテリーに分散されるため、個々のバッテリーにかかる負担が軽減され、バッテリーの寿命が延びる可能性があることです。
直列並列構成の組み合わせ
電圧と 容量 増加
アプリケーションによっては、より高い電圧と容量の増加の両方が必要になります。このような場合、バッテリーは直列と並列を組み合わせた構成で接続できます。
たとえば、より高い容量の 12V システムが必要な場合は、3.7V バッテリー 4 個を 3 セット直列に接続し (合計 14.8V/セット)、それらのセットを並列に接続して全体の容量を増やすことができます。
複雑さとバランス
複合構成は柔軟性を提供しますが、複雑さも増します。電圧と容量のバランスが重要になり、最適なパフォーマンスと安全性を確保するには高度な管理システムが必要になります。
重要な考慮事項
アプリケーションのニーズ
アプリケーションにより高い電圧、容量の増加、またはその両方が必要かどうかを判断します。これにより、直列、並列、または組み合わせ構成の選択が簡単になります。
電池のタイプ
異なるバッテリーの化学組成 (リチウムイオン、鉛蓄電池など) にはさまざまな特性があり、構成の選択に影響を与える可能性があります。ベスト プラクティスについては、常に製造元のガイドラインを参照してください。
安全性 および管理
どちらの構成でも、バッテリーを適切に管理し、バランスをとることは、安全性と寿命を延ばすために不可欠です。適切な充電システム、保護回路、および監視ツールを使用して、バッテリーの状態を維持してください。
結論
直列バッテリーと並列バッテリーの違いを理解することは、エネルギー貯蔵ソリューションを最適化する上で重要です。直列構成では、容量を維持しながら電圧が上昇するため、高電圧アプリケーションに適しています。並列構成では、電圧を維持しながら容量が上昇するため、長時間の稼働時間を必要とするアプリケーションに最適です。場合によっては、電圧と容量の両方の要件を満たすために、直列と並列を組み合わせた設定が必要になることがあります。特定のニーズとバッテリーの特性を慎重に検討することで、効率的で効果的なエネルギー貯蔵システムを設計できます。
バッテリー構成とそれが特定のアプリケーションにどのように役立つかの詳細については、 お問い合わせ私たちは、お客様のエネルギーニーズに最適な選択を行うお手伝いをいたします。