2 つの 12V リチウム電池を直列および並列で充電する方法は?

RV、ボート、太陽光発電システム、ゴルフカートなどの電源システムを構築またはメンテナンスする際には、2つの12Vバッテリーの接続方法と充電方法を理解することが不可欠です。バッテリーの配線方法と充電方法（直列または並列）によって、システム全体の電圧、容量、および性能が決まります。不適切な充電は、バッテリーの寿命を縮めたり、安全上の問題を引き起こしたりする可能性があります。

このガイドでは、各セットアップの仕組み、適切な充電方法、安全対策、安全で効率的な充電に使用する最適なツールなど、2 つの12V リチウム バッテリーを直列および並列で充電する際に知っておく必要のあるすべてのことを説明します。

重要なポイント

• 直列接続すると電圧は 2 倍になりますが (12V + 12V = 24V)、容量 (Ah) は同じままになります。
• 並列接続により電圧は 12V に維持されますが、容量が 2 倍になり、動作時間が長くなります。
• 直列接続の場合は 24V 充電器を使用し、並列接続の場合は 12V 充電器を使用してください。
• 接続する前に、必ずバッテリーの種類、使用期間、充電レベルを一致させてください。
• スマート充電器と BMS 搭載のリチウム電池により、安全でバランスの取れた充電が保証されます。
• 定期的な監視により、過充電、電圧の不均衡、安全上のリスクを防止できます。

12Vバッテリーの直列接続と並列接続の理解

2つの12Vバッテリーを適切に充電する方法を理解するには、まず直列接続と並列接続の仕組みを理解することが重要です。どちらの方法もバッテリーを組み合わせますが、目的が異なり、充電方法も異なります。

• 直列接続では、一方のバッテリーのプラス端子をもう一方のバッテリーのマイナス端子に接続します。これにより、電圧が加算されます。例えば、12V 100Ahのバッテリーを2つ直列に接続すると、24V 100Ahのシステムとなり、太陽光発電インバータなどの高電圧システムへの電力供給に最適です。ただし、容量（Ah）は変わらないため、稼働時間は増加しません。
• 並列接続では、プラス端子とマイナス端子をそれぞれ接続します。これによりシステム電圧は12Vのままですが、容量は2倍になり、12V 100Ahバッテリー2個で12V 200Ahシステムになります。この構成は、12Vで長時間の駆動が必要なRVやボートに最適です。

主な違いは電圧と容量の出力にあります。直列接続はより高い電圧を、並列接続はより長い耐久性を特徴としています。バッテリーのバランスを保ち、安全に保つためには、それぞれ独自の充電戦略が必要です。

2つの12Vバッテリーを直列に接続して充電する方法

12Vバッテリー2個を直列に接続して充電する場合、12Vではなく24Vシステムで作業することになります。そのため、24Vシステム用に設計された24V充電器またはソーラー充電コントローラーを使用する必要があります。直列接続したバッテリーに12V充電器1個を使用すると、十分な電圧が得られず、バッテリーや充電器が損傷する可能性があります。

ステップバイステップガイド

• 互換性の確認：両方のバッテリーが同じ種類、容量、充電レベルであることを確認してください。ブランドやバッテリーの状態が異なると、充電が均一にならない場合があります。
• 直列接続: バッテリー A のプラス端子をバッテリー B のマイナス端子に接続します。残りの 2 つの端子 (空いているプラ​​ス端子と空いているマイナス端子) がシステムの出力ポイントになります。
• 充電器を接続する: 充電器のプラスリード線を空いているプラ​​ス端子に接続し、マイナスリード線を空いているマイナス端子に接続します。
• 充電開始：満充電になると自動的に停止する24V充電器を使用してください。スマート充電器は両方のバッテリーのバランスを均等に保ちます。
• 電圧の監視: 両方のバッテリーが均一に充電されていることを確認するために、複合システム電圧を定期的にチェックします。

重要な注意事項

• 2 つのバッテリーを直列に接続して 12V 充電器を使用しないでください。正しく充電されず、過熱する可能性があります。
• バッテリーを個別に充電する前に必ずバッテリーを外してください。
• LiFePO4 などのリチウム電池には、過充電や不均衡から自動的に保護するバッテリー管理システム (BMS) が組み込まれていることがよくあります。

ヒント: ソーラー システムや電動カートなどの長期的なセットアップの場合は、温度補償と過電圧保護を備えた充電器を使用して、バッテリーの寿命を最大限に延ばしてください。

2つの12Vバッテリーを並列充電する方法

2つの12Vバッテリーを並列充電する場合、両方の電圧を同じレベルに保つことが目標です。電圧は12Vのままなので、標準的な12V充電器を使用できます。ただし、安全性と効率性を確保するため、バッテリー間の電流配分はバランスをとる必要があります。

ステップバイステップガイド

• 電圧チェック: 接続する前に、両方のバッテリーの電圧がほぼ同じであること (理想的には 0.1V 以内) を確認します。
• 並列接続：プラス端子同士、マイナス端子同士を接続します。抵抗のバランスを保つため、長さとゲージが同じケーブルを使用してください。
• 充電器を取り付ける: 充電器のプラスとマイナスのリード線をバッテリーの 1 つに接続します (一緒に充電されます)。
• 充電開始：充電器の電源を入れ、両方のバッテリーが満充電になるまで充電します。スマート充電器は、100%に近づくと自動的に電流を調節します。

安全上の注意

• 充電レベルが大きく異なるバッテリーを接続すると、一方のバッテリーがもう一方のバッテリーを急速に充電する逆電流が発生する可能性があるため、接続しないでください。
• ショートを防ぐために、バッテリー間にヒューズリンクまたは回路ブレーカーを使用してください。
• 定期的に各バッテリーを外して個別に充電し、均等な状態を保ちます。

ヒント: 自動均等化機能を備えたスマート 12V 充電器は、電圧差を管理し、両方のバッテリー間の充電を一定に保つのに役立ちます。

12Vバッテリーの直列充電と並列充電：主な違い

直列充電と並列充電の違いを理解することで、パフォーマンス、安全性、そしてバッテリー寿命を考慮した最適な充電方法を選択できます。どちらの充電方法も2つの12Vバッテリーを組み合わせますが、エネルギーの流れ方と充電方法が大きく異なります。

電気的挙動と充電の影響

• 直列充電：電圧は上昇します（12V + 12V = 24V）。容量（Ah）は変わりません。充電器は2倍の電圧を供給する必要があるため、24V充電器が必要です。両方のバッテリーは同じ電流で充電されるため、内部抵抗の不均衡により、一方のバッテリーがもう一方のバッテリーよりも早く過充電される可能性があります。
• 並列充電：電圧は12Vのままですが、容量は2倍になります。12V充電器を使用し、電流を2つのバッテリーに分割します。これにより駆動時間が長くなりますが、バッテリー間の逆流を防ぐため、両方のバッテリーをほぼ等しい電圧で始動する必要があります。

効率、バランス、メンテナンス

• 直列システムは、高出力アプリケーション（太陽光インバータ、ゴルフカート、大型トローリングモーター）ではより効率的ですが、一方のバッテリーに他方のバッテリーよりも過大な負担がかからないようにするために、正確な電圧バランスが必要です。
• 並列システムは負荷分散の点でより寛容ですが、ケーブルの長さや太さが異なる場合、電流の不均衡が生じやすくなります。電流の均衡を保つには、定期的な個別充電、またはスマートバランサーの使用をお勧めします。

安全性と適用適合性

• 直列接続: 24V 以上の高電圧システムに適していますが、電圧が高くなると電気的リスクも大きくなるため、絶縁コネクタと過電圧保護を使用してください。
• 並列接続：RVや船舶用バッテリーなど、電圧よりも寿命と容量を優先する小型12Vシステムでは、並列接続の方が安全です。ただし、片方のバッテリーに負荷が集中すると、不適合バッテリーでも過熱する可能性があります。

直列充電と並列充電の主な違い

設定に関係なく、どちらの方法でも、パフォーマンスと安全性を維持するために、同じブランド、タイプ、充電状態のバッテリーが必要です。

2つの12Vバッテリーを直列および並列充電する際の安全上のヒント

バッテリーシステムを扱う際は、常に安全を最優先に考えてください。極性反転などの小さなミスでも、重大な損傷につながる可能性があります。以下の重要な注意事項を守ってください。

• バッテリーを一致させる: 同じ化学組成、ブランド、容量、および製造年を持つバッテリーのみを接続します。
• 極性を 2 回確認してください。極性を逆にすると、充電器またはバッテリーに恒久的な損傷を与える可能性があります。
• 保護コンポーネントの使用: ヒューズ、絶縁端子、および耐久性の高いケーブルを取り付けます。
• 極端な温度を避ける: 0°C (32°F) 未満または 45°C (113°F) を超える温度では充電しないでください。
• 頻繁に監視する: 電圧計またはスマート モニターを使用して、不均衡を監視します。
• リチウム バッテリーに BMS を使用する: Vatrer リチウム バッテリーBMS などのシステムは、過充電、過放電、および温度保護を自動的に処理します。

ヒント: 長期的な信頼性を確保するには、数か月ごとに各バッテリーの内部抵抗と電圧ドリフトをテストしてください。

推奨充電器とバッテリー監視オプション

適切な充電器を選ぶことは、バッテリーを正しく接続することと同じくらい重要です。不適切な充電器を使用すると、充電不足、過充電、あるいはバッテリー寿命の短縮につながる可能性があります。

充電器オプション

• 12V スマート充電器: 並列設定に最適で、満充電になると自動的に充電を停止します。
• 24V スマート充電器: 直列接続に必要で、電圧固有の充電曲線を提供します。
• MPPT ソーラー充電コントローラー: ソーラー システムの場合、コントローラーの電圧定格をシステム (12V または 24V) と一致させます。

監視ツール

• 最新のバッテリー システムはリアルタイム監視の恩恵を受けています。
• LCD または Bluetooth ディスプレイ: ライブ電圧、アンペア数、充電状態 (SOC) を表示します。
• モバイル アプリ: Vatrer バッテリー モデルを含む多くのリチウム バッテリーでは、ユーザーは Bluetooth 経由でバッテリーの状態を監視できます。

ヒント: バッテリーを長年にわたって良好な状態に保つには、過電圧保護、温度補償、バランス調整機能を備えた充電器を探してください。

直列および並列バッテリーのスマートで効率的な充電のヒント

長いバッテリー寿命と安定したパフォーマンスを確保するには、次のベスト プラクティスに従ってください。

• 接続する前に必ず電圧レベルを確認してください。
• 電流が均等に流れるように、等長ケーブルを使用してください。
• 充電器の電圧を接続タイプに合わせてください（並列の場合は 12V、直列の場合は 24V）。
• バッテリーの SOC が 20% 未満になるまで過放電しないでください。
• 定期的に個別のバッテリーメンテナンス充電を実行して、セルのバランスを再調整します。
• 抵抗と熱の蓄積を減らすために、端子を清潔に保ち、しっかりと締めてください。

ヒント: 診断機能が組み込まれたスマート リチウム充電器を使用すると、充電速度を自動的に調整し、異常を早期に検出できます。

結論

より高い電圧を得るために直列で充電する場合でも、より長い稼働時間を得るために並列で充電する場合でも、安全で効率的なエネルギー使用には、接続方法を理解することが不可欠です。適切な充電器を使用してください。直列の場合は24V、並列の場合は12Vを使用し、バッテリーの状態を一定に保ち、常に安全な接続方法に従ってください。

リチウムバッテリー技術へのアップグレードをご検討中なら、 VatrerのLiFePO4バッテリーソリューションが高度な安全性と利便性を提供します。各12Vリチウムバッテリーには、100A～300AのスマートBMS、低温保護、急速充電、LCD画面とモバイルアプリによるリアルタイムモニタリング機能が内蔵されています。Vatrerなら、2つの12Vバッテリーの充電がより安全、スマート、そして効率的になります。