적절한 배터리 팩 구성을 선택하는 것은 에너지 저장 시스템을 설계하거나 선택하는 데 있어 기본입니다. DIY 보조 배터리부터 고전압까지 다양한 애플리케이션에 적용 가능 상업용 에너지 저장 시스템 (ESS), 다음과 같은 용어 이해 8S2P, 16S2P또는 96S2P 성능, 비용, 안전 및 시스템 호환성에 직접적인 영향을 미칩니다.
이 문서는 이러한 구성을 자세히 설명하고 직렬 및 병렬 셀 연결을 명확히 하며 특정 애플리케이션에 가장 적합한 배터리 팩 설정을 선택하기 위한 지침을 제공합니다.
4S1P, 8S2P, 16S2P 및 96S2P는 무엇을 의미하나요?
표기법 XSYP 셀이 어떻게 연결되는지 설명합니다:
- S(시리즈): 셀이 엔드 투 엔드로 연결되어 총 전압
- P(병렬): 셀을 나란히 연결하여 총계 증가 용량
| 구성 | 셀(직렬 × 병렬) | 총 셀 수 | 일반 전압 | 일반적인 용량 |
|---|
| 4S1P | 4 × 1 | 4 | 12.8V | 1× 셀 용량 |
| 8S2P | 8 × 2 | 16 | 25.6V | 2배의 셀 용량 |
| 16S2P | 16 × 2 | 32 | 51.2V | 2배의 셀 용량 |
| 96S2P | 96 × 2 | 192 | 307.2V | 2배의 셀 용량 |
일반적인 애플리케이션
- 4S1P: Small 12V 리튬 배터리 RV, 트롤링 모터, 기본 태양광 키트 등
- 8S2P: 중형 24V 태양광 스토리지 또는 백업 전력 시스템
- 16S2P: 대용량 48V 태양광 설정 및 상업용 ESS
- 96S2P: 고전압 전기 자동차(EV), 산업용 백업 및 그리드 스토리지
직렬 연결과 병렬 연결 설명
시리즈(S)란 무엇인가요?
셀 연결 시리즈 용량은 동일하게 유지하면서 전압을 추가합니다.
- 예시: 단일 LiFePO4 셀 = 3.2V, 100Ah 4S 팩 전압 = 4 × 3.2V = 12.8V용량 = 100Ah 16S 팩 전압 = 16 × 3.2V = 51.2V용량 = 100Ah
사용 사례: 시스템에 더 높은 전압이 필요한 경우(예: 인버터 또는 모터에 전원을 공급하는 경우).
병렬(P)이란 무엇인가요?
셀 연결 병렬 전압은 일정하게 유지하면서 용량을 추가합니다.
- 예시: 단일 셀 = 3.2V, 100Ah 2P 팩 용량 = 2 × 100Ah = 200Ah전압 = 3.2V
사용 사례: 런타임을 늘리거나 에너지 저장량을 늘리고 싶을 때.
전압, 용량 및 에너지 계산
| 매개변수 | 예시(16S2P LiFePO4, 100Ah 셀) |
|---|
| 총 전압 = 셀 V × S | 3.2V × 16 = 51.2V |
| 총 용량 = 셀 Ah × P | 100Ah × 2 = 200Ah |
| 총 에너지 = V × Ah / 1000 | 51.2V × 200Ah = 10.24kWh |
실제 배터리 팩 예시
| 애플리케이션 | 구성 | 전압 | 용량 | 참고 |
|---|
| RV 배터리 | 4S2P | 12.8V | 200Ah | 12V DC 시스템에 적합 |
| 홈 ESS | 16S1P | 51.2V | 100Ah | 표준 48V 시스템 |
| 골프 카트 | 8S3P | 25.6V | 300Ah | 24V 시스템에 적합 |
| 산업용 ESS | 96S2P | 307.2V | 200Ah | 고전압, 고에너지 |
직렬과 병렬: 어떤 것을 선택해야 할까요?
시리즈(고전압)
장점:
- 강력한 부하를 위한 더 높은 전압 제공
- 낮은 전류로 배선 게이지 및 에너지 손실 감소
- 표준 인버터 전압 입력과 호환
단점:
- 세포 불일치를 방지하기 위해 정밀한 BMS 밸런싱 필요
- 단일 셀 장애는 전체 팩에 영향을 미칠 수 있습니다.
병렬(고용량)
장점:
- 런타임 및 전체 에너지 저장량 증가
- 개별 셀 교체가 더 쉬워졌습니다.
- 저전압, 고용량 요구 사항에 적합
단점:
- 전류가 높을수록 더 두꺼운 케이블과 더 나은 냉각이 필요합니다.
- 고르지 않은 노화로 인한 전류 불균형 위험
요약 비교
| 기능 | 시리즈 | 병렬 |
|---|
| 증가 | 전압 | 용량 |
| 전류 그리기 | Lower | 더 높음 |
| 일반적인 사용 | 모터, 인버터 | 백업 전원, 긴 런타임 |
| 주요 과제 | 전압 밸런싱 | 현재 밸런싱 |
안전 참고 사항: 직렬-병렬 혼합을 잘못하면 셀 불균형, 열 폭주 및 BMS 결함이 발생할 수 있습니다. 배터리 팩을 설계할 때는 항상 전문가와 상의하세요.
리튬 이온 배터리 및 나트륨 이온 배터리 구성
나트륨 이온과 LiFePO4 전압 비교
- 나트륨 이온 배터리 공칭 전압: 셀당 ~2.8V
- LiFePO4 공칭 전압: 셀당 ~3.2V
| 목표 전압 | 나트륨 이온(2.8V) | LiFePO4(3.2V) |
|---|
| 48V | 18S | 16S |
| 12V | 5S | 4S |
- 더 많은 시리즈 셀: 더 높은 전압이지만 복잡한 BMS, 절연 및 안전 프로토콜이 필요합니다.
- 더 많은 병렬 셀: 용량은 증가하지만 전류 밸런싱 및 열 관리에 어려움이 있습니다.
- 디자인 고려 사항: 직렬은 배선 부피를 줄이지만 더 나은 절연이 필요하고 병렬은 더 두꺼운 케이블과 향상된 냉각이 필요합니다.
- 호환성: 배터리 팩 전압 및 전류는 효율성과 안전을 위해 인버터 및 부하 사양과 일치해야 합니다.
배터리 팩을 인버터 전압에 맞추기
| 인버터 전압 | 권장 구성 |
|---|
| 12V | 4S |
| 24V | 8S |
| 48V | 16S |
| 300V+ | 96S+ |
올바른 배터리 구성을 선택하는 방법 5가지 주요 질문에 대한 답변
올바른 배터리 구성을 선택하는 것은 성능, 안전, 시스템과의 호환성을 위해 필수적입니다. 결정하기 전에 반드시 답해야 할 5가지 질문은 다음과 같습니다.
최적의 배터리 구성을 선택하세요:
- 경기 전압(S) 인버터에
- 크기 용량(P) 를 런타임 및 로드
- 잔액 공간, 무게, 안전성
- 전체 확인 BMS 및 인버터와의 호환성
For 고전압 배터리 또는 맞춤형 에너지 저장 시스템(예: 96S2P, 48S3P)을 사용하려면 전문가와 협력하세요. 리튬 배터리 제조업체 정확한 사양에 맞게 솔루션을 커스터마이징할 수 있습니다.
1. 애플리케이션에 필요한 시스템 전압은 어느 정도인가요?
필요한 시스템 전압에 따라 직렬 셀 수(S)를 선택해야 합니다.
예를 들어
- 48V 시스템은 일반적으로 16개의 LiFePO4 셀 직렬 연결 (16S), 각각 3.2V, 총 합계 51.2V.
- 24V 시스템의 경우 8S(25.6V)를 사용합니다.
- 산업용 시스템에는 다음과 같은 고전압 구성이 필요할 수 있습니다. 307.2V용 96S.
팁: 팁: 항상 인버터의 정격 입력 전압을 확인하여 배터리 팩과 올바르게 일치하는지 확인하세요.
2. 배터리 용량은 얼마나 필요한가요?
용량(Ah)은 배터리가 부하에 전력을 공급할 수 있는 시간을 결정하며 병렬(P) 연결을 통해 증가합니다.
예를 들어
- 1P = 100Ah
- 2P = 200Ah(두 개의 셀을 병렬로 연결)
- 3P = 300Ah
병렬 셀을 사용하여 런타임을 늘리거나 높은 전류 수요를 충족하세요.
팁: 다음을 사용하여 에너지 필요량을 계산하세요: 전압 × 용량 = 총 에너지(Wh).
3. 부하의 전류 소비량(연속 및 피크)은 얼마인가요?
시스템에서 높은 연속 또는 피크 전류를 소비하는 경우 부하를 안전하게 분산하려면 더 많은 병렬 셀이 필요합니다.
각 셀에는 최대 방전 속도가 있습니다. 너무 적은 셀에 너무 많은 부하가 걸리면 과열 또는 시스템 고장이 발생할 수 있습니다. 2P 또는 3P 구성은 셀에 스트레스를 주지 않고 더 큰 부하를 처리하는 데 도움이 됩니다.
팁: 팁: 크기를 조정할 때 인버터 서지 전류와 모터 시동 전류를 모두 확인하세요.
4. 공간이나 무게에 제한이 있나요?
예 - 사용 가능한 공간에 따라 병렬 또는 직렬로 사용할 수 있는 셀 수가 제한될 수 있습니다.
- 더 많은 병렬 셀 = 더 많은 용량을 제공하지만 무게와 공간도 더 많이 차지합니다.
- 더 많은 시리즈 셀 = 물리적 크기를 크게 늘리지 않고 더 높은 전압을 제공합니다.
RV, 골프 카트 또는 해양 환경에서는 대용량보다 컴팩트한 디자인이 더 중요한 경우가 많습니다.
팁: 배터리 제조업체에 모듈형 또는 스택형 팩 설계에 대해 문의하세요.
5. 인버터와 BMS의 사양은 어떻게 되나요?
항상 배터리 구성을 인버터 및 배터리 관리 시스템(BMS)과 일치시켜야 합니다.
확인해야 할 주요 사양:
- 인버터 입력 전압 범위
- 최대 연속 및 피크 전류
- BMS 지원 전압 범위 및 셀 수
불일치가 발생하면 성능 저하, 오류 코드 또는 시스템 손상으로 이어질 수 있습니다.
팁: 적절한 팩 설계를 위해 배터리 공급업체에 인버터 데이터시트를 제공하세요.
결론
올바른 배터리 팩 구성을 선택하면 전압, 용량, 안전, 비용의 균형을 맞출 수 있습니다. 직렬 연결은 강력한 부하를 위해 전압을 높이고 병렬 연결은 런타임과 에너지 저장을 연장합니다. 최적의 안전하고 신뢰할 수 있는 배터리 시스템을 위해서는 적절한 설계와 전문가의 조언이 중요합니다.
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자주 묻는 질문
1. 배터리 팩에서 8S2P는 무엇을 의미하나요?
8S2P는 배터리 팩이 8개의 셀을 직렬로 연결하고 2개의 세트를 병렬로 연결했음을 의미합니다. 이 구성에서 전압은 8개 셀의 합과 같고 용량은 두 배가 됩니다. 예를 들어, LiFePO4 셀(3.2V, 100Ah)을 사용하는 경우 8S2P는 다음을 제공합니다. 25.6V 및 200Ah골프 카트, 선박용 배터리 및 소형 태양열 저장 장치와 같은 24V 시스템에 적합합니다.
2. 8S2P, 16S2P, 96S2P 배터리 팩의 차이점은 무엇인가요?
주요 차이점은 전압 수준과 에너지 용량에 있습니다.
- 8S2P = 25.6V, 200Ah
- 16S2P = 51.2V, 200Ah
- 96S2P = 307.2V, 200Ah
더 많은 직렬 셀 증가 전압병렬 셀이 증가하는 동안 용량. 인버터 전압 및 전력 요구 사항에 따라 선택하세요. 96S2P는 고전압 EV 또는 산업용 에너지 저장 시스템에서 일반적으로 사용됩니다.
3. 배터리를 직렬로 연결해야 하나요, 병렬로 연결해야 하나요?
더 높은 전압이 필요한 경우 직렬로 연결하고, 더 큰 용량이 필요한 경우 병렬로 연결하세요.
- 시리즈(S): 전압 추가(예: 48V 인버터 시스템의 경우)
- 병렬(P): 용량 추가(런타임 연장, 암페어 시간 증가)
실제로 대부분의 시스템은 두 가지의 조합 에너지 및 전압 요구 사항을 충족합니다. 항상 적절한 BMS(배터리 관리 시스템)가 지원되는지 확인하세요.
4. 배터리 팩의 전압과 용량은 어떻게 계산하나요?
총 전압은 직렬 셀 수에 셀 전압을 곱하고, 총 용량은 병렬 셀 수에 셀 용량을 곱합니다.
공식:
- 전압 = 직렬 셀 × 셀 전압
- 용량 = 병렬 셀 × 셀 Ah
- 에너지 = 전압 × 용량 ÷ 1000(kWh 단위)
예시: 3.2V, 100Ah 셀을 사용하는 16S2P 배터리 = =.
- 51.2V(16 × 3.2V)
- 200Ah(2 × 100Ah)
- 10.24kWh(51.2V × 200Ah ÷ 1000)
5. 48V 인버터에 가장 적합한 배터리 구성은 무엇인가요?
48V 인버터와 일치하도록 LiFePO4 배터리와 함께 16S 구성을 사용합니다. 각 LiFePO4 셀은 3.2V이므로 16개의 셀을 직렬로 연결하면 48V 인버터 입력에 최적인 51.2V를 제공합니다. 이는 대부분의 태양광 및 가정용 에너지 저장 시스템의 표준입니다.
6. 하나의 배터리 팩에 직렬 및 병렬 연결을 혼합할 수 있나요?
예, 직렬 연결과 병렬 연결을 결합하는 것은 배터리 팩에서 흔히 볼 수 있는 방식입니다. 예: 16S2P는 16개 셀로 구성된 두 세트를 직렬로 연결한 다음 병렬로 연결한 것을 의미합니다. 그러나 혼합은 반드시 세심하게 균형 잡힌 과열, 불균형 및 안전 위험을 피하기 위해 적절한 BMS를 사용하세요.
7. 96S2P는 가정용 에너지 저장에 적합한가요?
아니요, 96S2P는 일반적인 가정용 ESS에는 너무 높은 전압입니다. 공칭 전압이 300V 이상인 이 제품은 산업용 에너지 저장, 그리드 규모 애플리케이션 및 전기 자동차를 위해 설계되었습니다. 가정용 ESS 시스템은 일반적으로 안전 및 인버터 호환성을 위해 16S(51.2V) 또는 8S(25.6V) 구성을 사용합니다.
8. 배터리 팩을 인버터 전압에 맞추려면 어떻게 해야 하나요?
배터리 전압 출력을 인버터의 정격 입력에 가깝게 맞추세요. 다음은 간단한 가이드입니다:
| 인버터 전압 | 권장 배터리 설정 |
|---|
| 12V | 4S(12.8V) |
| 24V | 8S(25.6V) |
| 48V | 16S(51.2V) |
| 300V+ | 96S(307.2V) |
배터리 팩 구성을 완료하기 전에 항상 인버터 사양을 확인하시기 바랍니다.
9. 96S2P 배터리 팩에는 어떤 유형의 BMS가 필요합니까?
최대 307.2V의 밸런싱 및 보호 기능을 갖춘 96개 이상의 직렬 셀에 정격된 고전압 BMS가 필요합니다. 이러한 BMS 장치는 일반적으로 산업용 ESS 또는 전기 자동차 플랫폼용으로 맞춤 설계됩니다. BMS가 지원하는지 확인합니다:
- 전압 및 열 보호
- 액티브/패시브 밸런싱
- CAN/RS485 통신
- 장애 보고
10. 리튬이온 배터리와 나트륨 이온 배터리를 동일한 구성으로 사용할 수 있나요?
아니요, 나트륨 이온 배터리 와 LiFePO4 셀은 공칭 전압이 다르므로 직렬 수가 다릅니다.
| 배터리 유형 | 공칭 전압 | 48V 시스템 구성 |
|---|
| LiFePO4 | 3.2V | 16S |
| 나트륨 이온 | 2.8V | 18S |
나트륨 이온 전지를 사용하기 전에 항상 BMS와 인버터의 호환성을 확인하세요.