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 Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

直列および並列のバッテリー パックとは何ですか?

October 29 , 2025
リチウム電池の直並列接続に関する完全ガイド:一般的な組み合わせ、パックの組み立て、正しい方法


01 リチウム電池の直並列接続の定義

個々のバッテリーの電圧と容量には限界があるため、デバイスの電力要件を満たすために、より高い電圧と容量を実現するために、実際には直列接続と並列接続が必要になることがよくあります。


リチウム電池直列接続 : 電圧が加えられ、容量は一定のまま、内部抵抗が増加します。

リチウム電池の並列接続 : 電圧は一定のまま、容量が追加され、内部抵抗が減少し、電源供給時間が延長されます。
リチウム電池の直並列接続 : バッテリー パックは並列接続と直列接続の両方を組み合わせ、電圧と容量を増加させます。
直列電圧: 3.7V の個別電池は、必要に応じて 3.7*(N)V (N: 個別電池の数) の電圧の電池パックに組み立てることができます。
たとえば、7.4V、12V、24V、36V、48V、60V、72V など。
並列容量 : 2000mAh セルは、必要に応じて 2*(N)Ah (N: セル数) の容量のバッテリー パックに組み立てることができます。
たとえば、4000mAh、6000mAh、8000mAh、5Ah、10Ah、20Ah、30Ah、50Ah、100Ah など。


02 リチウム電池パック

リチウム電池パックとは、リチウム電池パックの加工、組み立て、包装を指します。リチウム電池セルをグループに組み立てる工程をパックと呼びます。パックは、単一のセルまたは直並列のリチウム電池パックです。リチウム電池パックは通常、プラスチックケース、保護基板、電池セル、出力電極、接続用コンタクトパッド、その他の絶縁テープおよび両面テープで構成されています。
  • リチウム電池 : 完成したバッテリーの核となる部品。
  • 保護板 : 過充電、過放電、過電流、短絡、NTC 温度制御に対する保護を提供します。
  • プラスチックケース : バッテリー全体のサポートフレームワーク。保護プレートを位置決めして固定し、シェル以外のすべてのコンポーネントの位置をサポートして制限します。
  • 端子リード : さまざまな電子製品、エネルギー貯蔵装置、バックアップ電源向けに、さまざまな充電および放電インターフェースを提供します。
  • ニッケルシート/ブラケット : バッテリーセルを接続して固定するコンポーネント。

Lithium Battery Pack

03 リチウム電池の直並列接続

安全上の理由から、リチウム電池は各セルを監視するための外部保護プレートに接続する必要があります。並列運転は一般的に推奨されません。並列運転が必要な場合は、電池パラメータ(容量、内部抵抗など)が一致している必要があります。さらに、直列接続する電池のパラメータも一致している必要があります。一致していないと、電池パックの性能は単一セルの場合よりも大幅に低下します。






リチウム電池ペアリング基準:電圧差≤10mV、内部抵抗差≤5mΩ、容量差≤20mA


リチウム電池のペアリングは、バッテリーパック内の各電池の容量、電圧、内部抵抗、性能の整合性を確保することを目的としています。これらの整合性が取れていないと、使用中にリチウム電池パックの各種パラメータに偏差が生じ、電圧の不均衡が生じます。時間の経過とともに、過充電、過放電、容量不足につながり、爆発や火災の危険があります。

リチウム電池の組み合わせ

2連リチウム電池パック(7.4Vリチウム電池)




3弦リチウム電池パック(11.1Vリチウム電池)


4弦リチウム電池パック(14.8Vリチウム電池)


6弦リチウム電池パック(22.2Vリチウム電池)


リチウム電池パックケーブル/端子
リチウム電池パックのプラグとリード線の長さは、お客様の電気機器に合わせてカスタマイズできます。

 lithium battery pack plug and lead


リチウム電池パックの直列・並列計算
リチウム電池を直列に接続すると電圧が上昇し、並列に接続すると容量が上昇することは周知の事実です。では、リチウム電池パックの直列接続数と並列接続数、そしてセル数はどのように計算すればよいのでしょうか?

この計算を行う前に、パックに使用されているセルの仕様を把握する必要があります。セルによって電圧と容量が異なるため、特定のリチウム電池パックを組み立てるために必要な直列数と並列数は異なります。市場で一般的なリチウム電池セルの種類には、3.7Vコバルト酸リチウム、3.6V三元系、3.2Vリン酸鉄リチウム、2.4Vチタン酸リチウムなどがあります。容量はセルのサイズ、材質、メーカーによって異なります。

48V 20Ahリチウム電池パックを例に挙げると
  • 使用される単一セルの仕様が18650 3.7V 2000mAhであると仮定します
  • 使用される単一セルの仕様が18650 3.7V 2000mAhであると仮定します
  • 並列接続されたセルの数:20Ah/2Ah = 10、つまり10個のセルを並列接続
  • バッテリーパック全体は13ストリング×10セル=130セル

リチウム電池パックの一般的な直列組み合わせ


04 リチウム電池組立工程

18650-3S6P/11.1V/15600mAhリチウム電池の組立工程

① バッテリー容量の等級分け

ACEY-BCT506R-512H リチウム電池充放電機 18650、21700、26650、32650、32700 などの円筒形リチウム電池の容量、電圧、電流、充放電性能をテストするために設計されています。

容量差≤30mAh
容量等級分け後、48~72時間放置してからグループ分けする


バッテリー絶縁紙の貼り付け
絶縁のためにクイックリリースペーパーとマラテープを貼ります。

ACEY-BS01 自動絶縁紙貼付機 主に18650/21700/26650/32650/32700バッテリーの正極または負極に大麦紙の層を貼り付けて、優れた絶縁性、耐摩耗性、防水性などの特性を持たせるために使用されます。


③ バッテリー電圧と内部抵抗の選別

ACEY-AS11S リチウム細胞選別機 円筒形リチウム電池の高速選別用に設計された、高効率・高精度の選別装置です。高度な内部抵抗試験装置を搭載し、電池電圧と内部抵抗を正確に測定します。18650/21700/26650/32700など、様々な規格の電池に対応し、最大5000個/時の選別速度を実現。生産効率を大幅に向上させるとともに、データエクスポート機能も備えているため、品質トレーサビリティの確保が容易です。

電圧差≤5mV
内部抵抗差 ≤ 5mΩ 同様の電圧と内部抵抗を持つ 8 つのセルがペアになります。

バッテリーセルのスポット溶接

成形ニッケルストリップを使用して、冷間はんだ接合、短絡、低効率、不均一な電流分布を排除します。

ACEY-5000D 手動スポット溶接機 複数の電池やニッケルシートなどの材料の正極と負極を溶接するために使用され、バッテリーパックの充放電プロセスにおける安定した電流伝送を確保します。動力電池、電動工具、電動自転車など、多くのバッテリーパックの溶接に広く使用されています。


保護板の溶接
回路基板上の部品の漏れ、はんだ付け不良、その他の欠陥がないことを確認します。


⑥ バッテリーパック総合テスト

ACEY-BITシリーズ バッテリー総合テスター バッテリーの基本的なパラメータを定量的かつ正確に測定できます。開放電圧、内部抵抗、充電、放電、過電流保護、短絡保護などのバッテリー機能を測定できます。不良バッテリーを容易に検出し、生産効率を向上させます。


⑦ PVC熱収縮フィルム包装
まず、端を熱収縮させて位置を決めます。
次に中心部分を熱収縮させます。
PVC フィルムが中央に配置され、白い斑点や漏れがないことを確認します。

ACEY-5035C 熱収縮フィルム包装機 バッテリーパック、特にリチウムイオン電池やその他の充電式電池の組み立てと梱包に使用されます。これらの機械は、熱収縮フィルムを使用してバッテリーパックをしっかりと包み、密封するように設計されており、バッテリーパックの保護、絶縁、そしてきれいな外観を実現します。


8 番 インクジェットバッチコード印刷

印刷は明瞭かつ判読可能でなければなりません。

ACEY-CP2 インクジェットバッチコーディングマシン 製造・包装業界において、バッチ番号、有効期限、製造日、バーコード、その他の可変データなどの情報を製品や包装に印刷するために使用されます。これは、製品のトレーサビリティ、品質管理、規制遵守に不可欠です。


⑨ バッテリーパックの経年劣化
バッテリー パックの品質を判断し、使用中のリチウム バッテリー パックの安定性、安全性、および耐用年数を確保します。

ACEY-BAシリーズ バッテリー老化検査機 主にバッテリーの充放電および関連するバッテリー特性試験に使用されます。試験チャンネルは完全に独立しており、三元系、リン酸鉄リチウム、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池の劣化試験に適しています。


05 リチウム電池を直列・並列接続する場合の注意点
  • 異なるブランドの電池を一緒に使用しないでください。
  • 異なる電圧の電池を一緒に使用しないでください。
  • 容量の異なる電池や、古いリチウム電池と新しいリチウム電池を混ぜて使用しないでください。
  • ニッケル水素電池とリチウム電池など、異なる化学組成の電池を混ぜて使用しないでください。
  • バッテリーの充電が少なくなったら、すべてのバッテリーを交換してください。
  • 対応するパラメータを備えたリチウム電池保護ボードを使用します。
  • 性能が安定したバッテリーを選択してください。一般的に、直列および並列で使用するリチウムバッテリーは、セルのペアリングが必要です。ペアリングの基準は、電圧差が10mV以下、内部抵抗差が5mΩ以下、容量差が20mA以下です。

① 異なる電圧のリチウム電池を直列に接続する
リチウム電池は安定性の問題を抱えているため、同一システム(三元系や鉄リチウム系など)内で並列・直列で使用する場合でも、電圧、内部抵抗、容量が一定である電池を選択することが重要です。電圧プラットフォームや内部抵抗が異なる電池を直列で使用すると、各サイクルにおいて1つの電池が最初に充電され、最後に放電される可能性があります。保護基板が取り付けられていて故障していない場合でも、これはグループ全体の容量を低下させます。保護基板がない場合、電池は必然的に過充電または過放電に陥り、損傷を引き起こします。



② 異なる容量のリチウム電池を並列接続する
容量の異なるリチウム電池や、古い電池と新しい電池を混ぜて使用すると、液漏れやゼロ電圧が発生する可能性があります。これは、充電時に容量の違いにより、一部の電池は過充電になり、他の電池は充電不足になるためです。放電時には、高容量の電池は完全に放電されず、低容量の電池は過放電になる可能性があります。この悪循環により電池が損傷し、液漏れや低電圧(ゼロ電圧)が発生します。



06 組み立てるときに、最初にリチウム電池を並列に接続する必要がありますか、それとも直列に接続する必要がありますか?
リチウム電池の直並列トポロジー
  • リチウム電池パックの一般的な接続方法には、最初に並列、次に直列、最初に直列、次に並列、および混合接続方法があります。
  • 純粋な電気バス用のリチウム電池パックでは、通常、最初に並列、次に直列に接続する方式が使用されます。
  • グリッドエネルギー貯蔵用のリチウム電池パックでは、最初に直列に接続し、次に並列に接続する方式がよく使用されます。

リチウム電池における並列接続、直列接続の利点

  • リチウム電池セルの故障は自動的にシャットダウンします。容量の低下はありますが、並列運転には影響しません。
  • リチウム電池セルが並列接続で短絡すると、並列回路に非常に高い電流が流れますが、これは通常、ヒューズ保護技術によって防止されます。
リチウム電池を並列接続することのデメリット
  • リチウム電池セル間の内部抵抗の違いや放熱の不均一性により、並列接続されたリチウム電池パックのサイクル寿命が影響を受ける可能性があります。

リチウム電池を最初に直列、最後に並列に接続する利点

  • リチウム電池セルを、容量に応じて(例えば総容量の1/3)まず直列に接続し、最後に並列に接続することで、大容量リチウム電池モジュールの故障確率を低減します。また、最初に直列に接続し、次に並列に接続することで、リチウム電池パックの安定性も大幅に向上します。

リチウム電池パックの接続信頼性、電圧変動の傾向、そしてそれが性能に与える影響の観点から、直列接続よりも並列接続の方が優れています。直列接続よりも並列接続のリチウム電池トポロジーは、システム内の各リチウム電池セルの検出と管理を容易にします。

07 リチウム電池の直列および並列充電
① リチウム電池を直列に充電する

現在、リチウム電池パックは、構造がシンプルでコストが低く、実装が容易なため、一般的に直列充電されています。しかし、個々のリチウムイオン電池の容量、内部抵抗、減衰特性、自己放電の差により、リチウムイオン電池パックを直列充電すると、パック内の最小の電池が最初に満充電されます。この時点では、他の電池は満充電されません。直列充電を続けると、満充電された電池が過充電になる可能性があります。

リチウムイオン電池を過充電すると、その性能が著しく低下し、爆発して人身事故につながる可能性があります。そのため、個々のリチウムイオン電池の過充電を防ぐため、リチウムイオン電池パックには通常、電池管理システム(BMS)が搭載されています。このシステムは、個々の電池に対して過充電保護を提供します。直列充電中に、1つのリチウムイオン電池の電圧が過充電保護電圧に達すると、BMSは直列充電回路全体を切断し、充電を停止します。これにより、その電池の過充電が他の電池の完全充電を妨げるのを防ぎます。

②リチウム電池の並列充電

リチウムイオン電池を並列充電する際は、各電池が均等に充電されるようにしてください。均等に充電されない場合、電池パック全体の性能と寿命に影響します。一般的な均等充電技術には、定電圧シャント抵抗均等充電、オンオフシャント抵抗均等充電、平均電池電圧均等充電、スイッチトキャパシタ均等充電、降圧コンバータ均等充電、インダクタ均等充電などがあります。

リチウム電池を並列充電する際には、いくつか注意すべき点があります。
  • 保護基板の有無にかかわらず、リチウム電池は並列充電できません。保護基板のない電池は過充電になりやすく、損傷しやすくなります。
  • バッテリーを並列充電する場合は、通常、バッテリーに内蔵されている保護ボードを取り外し、単一の保護ボードを使用する必要があります。
  • 並列充電するバッテリーに保護ボードがない場合、充電電圧は 4.2V に制限され、5V 充電器は使用できません。

リチウム電池を並列接続する場合、充電保護チップが充電保護を行います。リチウム電池メーカーは、並列接続されたリチウム電池の特性変化を十分に考慮し、これらの要件に基づいて電流設計とセル選定を行っています。したがって、ユーザーは、不適切な充電による電池の損傷を防ぐため、並列接続されたリチウム電池の取扱説明書に従って充電する必要があります。

③リチウム電池の充電に関する注意事項
  • リチウム電池は専用の充電器を使用して充電する必要があります。そうしないと、最大容量まで充電されず、性能に影響する可能性があります。
  • リチウム電池は充電前に完全に放電する必要はありません。
  • 充電器を長時間差し込んだままにしないでください。バッテリーが完全に充電されたらすぐに充電器から取り外してください。
  • 使用していない電化製品からはバッテリーを取り外し、保管する前に放電してください。
  • 電池の極性を逆にして挿入しないでください。電池が膨張したり破裂する恐れがあります。
  • ニッケル充電器とリチウム充電器を互換的に使用しないでください。
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