バッテリー駆動システムを設計または拡張する際に、よくある疑問が生じます。同じ電圧のバッテリーパックを2つ直列に接続できますか？簡潔に答えると、はいただし、重要な前提条件があります。保護回路の耐電圧能力慎重に評価する必要があります。以下では、安全かつ確実に動作させるための技術的な詳細と注意事項について説明します。
限界を理解する：保護回路の電圧許容範囲
リチウム電池パックには通常、過充電、過放電、短絡を防ぐための保護回路基板（PCB）が搭載されています。このPCBの重要なパラメータは、そのMOSFETの耐電圧定格（電流の流れを制御する電子スイッチ）
シナリオ例：
2つの4セルLiFePO4バッテリーパックを例にとります。各パックの満充電電圧は14.6V（1セルあたり3.65V）です。これらを直列に接続すると、合計電圧は29.2V標準的な12Vバッテリー保護PCBは通常、以下の定格のMOSFETを使用して設計されています。35～40Vこの場合、合計電圧（29.2V）は安全範囲内にあるため、バッテリーは直列接続でも正常に機能します。
制限を超えるリスク：
しかし、このようなパックを4つ直列に接続すると、合計電圧は58.4Vを超え、標準的なプリント基板の許容電圧である35～40Vをはるかに超えてしまいます。これは、次のような潜在的な危険を生み出します。
リスクの背後にある科学
バッテリーを直列に接続すると、電圧は加算されますが、保護回路は独立して動作します。通常の状態では、合計電圧は負荷（例えば48Vデバイス）に問題なく電力を供給します。しかし、バッテリーパック1つが保護機能を作動させる（例えば、過放電や過電流により）MOSFETがそのパックを回路から切り離します。
この時点で、直列接続された残りのバッテリーの全電圧が、切断されたMOSFETに印加されます。たとえば、4つのバッテリーパック構成では、切断されたPCBはほぼ58.4V—35～40Vの定格を超えると、MOSFETは故障する可能性があります。電圧破壊これにより保護回路が永久的に無効になり、バッテリーは将来のリスクに対して脆弱な状態になる。
安全な直列接続のためのソリューション
これらのリスクを回避するには、以下のガイドラインに従ってください。
1.メーカー仕様を確認してください：
バッテリーの保護回路基板が直列接続に対応しているかどうかを必ず確認してください。一部の基板は、複数個のバッテリーパックを直列接続した際の高電圧に対応するように設計されています。
2.カスタム高電圧プリント基板：
複数のバッテリーを直列接続するプロジェクト（太陽光発電システムや電気自動車システムなど）には、カスタム仕様の高電圧MOSFETを使用した保護回路を選択してください。これらの回路は、直列接続されたシステムの合計電圧に耐えられるように設計できます。
3.バランスの取れたデザイン：
保護機構の不均一な作動リスクを最小限に抑えるため、シリーズ内のすべてのバッテリーパックの容量、使用年数、状態が一致していることを確認してください。
最後に
同じ電圧のバッテリーを直列に接続することは技術的には可能ですが、本当の課題は、保護回路は累積電圧ストレスに対処できます部品仕様を優先し、先を見越した設計を行うことで、バッテリーシステムを安全に高電圧用途向けに拡張できます。
DALYでは、カスタマイズ可能なPCBソリューション高電圧MOSFETを採用し、高度な直列接続ニーズに対応します。お客様のプロジェクトに最適な、より安全で信頼性の高い電源システムの設計については、ぜひ当社チームまでお問い合わせください。
投稿日時：2025年5月22日
