충전식 리튬 이온 전지 업계의 필수품인 18650 배터리는 휴대용 전원의 신뢰성과 효율성을 상징하는 제품으로 자리 잡았습니다. 일반적으로 지름 18mm, 길이 65mm의 이 원통형 전지는 에너지 밀도, 수명, 그리고 안정성의 균형으로 유명합니다. 노트북, 전동 공구부터 전기 자동차, 대규모 에너지 저장 시스템까지 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다.
배터리 팩 구조의 기본
일반적인 생각과는 달리, 18650 셀 하나로는 대부분의 고출력 애플리케이션에 충분하지 않습니다. 응집력 있고 강력한 배터리 팩을 구성하려면 여러 셀을 조합해야 합니다. 이는 단일 셀로는 충족할 수 없는 특정 전압 및 용량 요건을 충족해야 하기 때문입니다. 배터리 팩 구성의 핵심은 셀들을 직렬 및 병렬 구성으로 전략적으로 배열하는 것입니다. 직렬 연결은 원하는 전압에 도달할 때까지 전압을 높이는 반면, 병렬 연결은 팩의 전체 용량(Ah)을 높입니다.
18650 배터리의 전압 및 용량
표준18650 셀일반적으로 3.6V 또는 3.7V의 공칭 전압에서 작동하며, 완전히 충전되면 최대 4.2V까지 도달합니다. 하지만 전압은 방정식의 일부에 불과합니다. 밀리암페어-시간(mAh)으로 표시되는 이러한 셀의 용량은 매우 다양합니다. 일반 18650 배터리는 1800mAh에서 2600mAh까지의 용량을 제공하며, 일부 고급 셀은 최대 3500mAh 또는 4000mAh의 용량을 자랑합니다. 이러한 용량 차이는 특정 배터리 팩에 필요한 셀 수를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
배터리 팩 계산: 48V12AH 예시
48V 12AH 용량의 배터리 팩을 설계하려면 적절한 셀 조합을 확보하기 위한 세심한 계산이 필요합니다. 이 과정은 해당 애플리케이션의 특정 에너지 요구 사항을 충족하는 데 매우 중요합니다. 계산 과정을 자세히 살펴보겠습니다.
직렬 연결(전압) 계산:
배터리 팩의 총 전압을 단일 셀의 공칭 전압으로 나누어 직렬로 필요한 셀 수를 계산합니다. 공칭 전압이 3.7V인 셀을 사용하는 48V 배터리 팩의 경우, 계산식은 다음과 같습니다.
배터리 팩의 총 전압(48V) ÷ 한 셀의 정격 전압(3.7V) = 직렬 셀 수(S)
직렬 수: 48V ÷ 3.7V ≈ 13개 셀 직렬 연결(13S)
병렬 연결(용량) 계산:
배터리 팩에 필요한 총 용량을 셀 한 개의 용량으로 나누어 병렬 연결 수를 계산합니다. 2000mAh(또는 2AH) 용량의 셀을 사용하는 12AH 배터리 팩의 경우, 계산식은 다음과 같습니다.
배터리 팩의 총 용량(12AH) ÷ 1셀 용량(2AH) = 병렬 셀 수(P)
병렬 개수: 12AH ÷ 2AH = 병렬로 연결된 6개 셀(6P)
따라서 2000mAh 셀을 사용하는 48V12AH 배터리 팩의 경우 필요한 총 셀 수는 다음과 같습니다.
총 셀 수: 직렬(S) 13개 셀 × 병렬(P) 6개 셀 = 78개 셀
맞춤화 및 적응성
배터리 팩을 맞춤 제작하면 특정 요구 사항에 맞춰 에너지 솔루션을 유연하게 구성할 수 있습니다. 직렬 및 병렬 연결 개수를 조정하여 다양한 용도에 적합한 다양한 전압과 용량의 배터리 팩을 제작할 수 있습니다. 이러한 다재다능함은 표준 배터리 크기와 용량으로는 충분하지 않은 분야에서 특히 유용합니다. 따라서 맞춤형 배터리 팩은 필요에 따라 좁은 공간에도 적합하도록 설계하거나 장시간 작동하도록 설계할 수 있습니다.
맞춤형 배터리 솔루션의 설계 및 활용에 참여하는 모든 사람에게 18650 배터리 팩 구성의 복잡성을 이해하는 것은 필수적입니다. 설계자와 엔지니어는 배터리 팩을 정밀하게 계산하고 맞춤 설정할 수 있는 능력을 통해 특정 요구 사항을 충족하는 전력 솔루션을 개발하여 휴대용 전원 분야의 혁신과 효율성을 높일 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 1월 25일
