#1 · 24V 배터리인데 왜 25.6V라고 적혀 있나요?
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- 「24V」「48V」는 장비 쪽 전압 체계를 부르는 이름이고, 사양표의 25.2V·25.6V·50.4V·51.2V는 배터리팩의 공칭 전압입니다. 공칭 전압은 셀 한 개의 전압에 직렬로 연결한 개수를 곱한 값이라, 셀 종류에 따라 같은 24V급이라도 숫자가 다릅니다.
- 장비에 맞는지는 공칭 전압이 아니라 사용 전압 범위로 확인합니다. 배터리팩의 전압은 완충 직후가 가장 높고 방전 말기가 가장 낮으므로, 그 범위 전체가 모터 드라이버(제어기)의 허용 입력 전압 안에 들어가야 합니다.
- 파워크래프트의 기성 라인업은 24V급에 25.2V(리튬이온 7S)와 25.6V(리튬인산철 8S), 48V급에 50.4V(리튬이온 14S)와 51.2V(리튬인산철 16S)를 모두 보유하고 있습니다. 아래 표에서 전압 범위를 대조하고, 21.6V(리튬이온 6S) 또는 46.8V(리튬이온 13S) 적용이 필요한 경우 주문제작을 문의하시기 바랍니다.
1. 사양표에 「24V」가 없는 경우
로봇·AGV 장비의 전원은 보통 「24V 계통」「48V 계통」 시스템 전압을 사용합니다. 모터 드라이버, 제어기, 센서가 모두 그 이름으로 맞춰져 있으니 배터리를 찾을 때도 자연스럽게 「24V 배터리」를 찾게 됩니다. 그런데 막상 사양표를 열면 25.2V나 25.6V가 적혀 있어 「이게 24V가 맞나」 하는 질문이 생깁니다.
둘은 같은 것을 다른 층에서 부르는 말입니다. 24V는 장비 전압 체계의 이름이고, 25.2V·25.6V는 그 체계에 들어가는 배터리의 공칭 전압입니다. 파워크래프트 쇼핑몰의 「시스템 전압」 필터가 12V·24V·48V로 되어 있는 것도 이 때문입니다. 필터는 시스템 전압으로 고르고, 사양표에서는 배터리의 공칭 전압값을 확인합니다.
2. 공칭 전압은 「셀 전압 × 직렬 수」입니다
리튬 배터리팩의 공칭 전압은 셀 하나의 공칭 전압에 직렬로 연결한 개수(S)를 곱해서 만들어집니다. 리튬인산철(LiFePO₄) 셀은 공칭 3.2V(2.8V~3.65V), 리튬이온(Li-ion) 셀은 공칭 3.6V(3.0V~4.2V)입니다. 그래서 같은 「24V급」이라도 리튬이온은 7개를 직렬로(7S) 연결해 25.2V, 리튬인산철은 8개를 직렬로(8S) 연결해 25.6V가 됩니다.
| 시스템 전압 | 셀 종류 | 직렬 수 | 사양표 공칭 전압 | 사용 전압 범위 |
|---|---|---|---|---|
| 12V | 리튬인산철 | 4S | 12.8V | 11.2~14.6V |
| 24V | 리튬이온 | 7S | 25.2V | 21.0~29.4V |
| 24V | 리튬인산철 | 8S | 25.6V | 22.4~29.2V |
| 48V | 리튬이온 | 14S | 50.4V | 42.0~58.8V |
| 48V | 리튬인산철 | 16S | 51.2V | 44.8~58.4V |
3. 실제로 확인할 것은 「사용 전압 범위」입니다
공칭 전압은 이름표에 가깝습니다. 배터리는 완충 직후 전압이 공칭보다 높고, 방전이 진행될수록 낮아져 방전 종지 전압에서 멈춥니다.
모터 드라이버(또는 제어기)의 사양서에는 허용 입력 전압 범위가 적혀 있습니다. 확인할 것은 하나입니다. 배터리의 사용 전압 범위와 드라이버 구동 전압 범위가 호환되는가. 이를 놓치면 완충 직후 또는 방전 종지 전압 이전에 모터의 구동이 정지될 수 있습니다.
충전기도 공칭 전압이 아니라 충전 전압으로 맞춥니다. 사양표의 「표준 충전 조건」 줄이 그 값입니다. 예를 들면 25.6V 팩은 29.2V, 51.2V 팩은 58.4V가 충전 전압입니다. 충전기 출력 전압이 이 값과 다르면 완충이 안 되거나 과충전으로 인한 안전사고가 발생할 수 있습니다.
4. 25.2V와 25.6V는 어떤 차이가 있나요?
둘 다 24V 계통용으로 만들어진 팩입니다. 차이는 셀 종류에서 옵니다. 위 표에서 확인되듯 사용 전압 범위가 조금 다릅니다. 리튬이온 7S는 21.0~29.4V, 리튬인산철 8S는 22.4~29.2V입니다. 드라이버의 허용 입력 범위가 둘 다 품는다면 어느 쪽이든 적용 가능하고, 다음 선택은 셀 종류별 특성(용량 대비 크기·무게, 수명, 운용 온도 등)으로 넘어갑니다. 이 부분은 다음 편에서 따로 다룹니다.
5. 주문제작도 같은 전압 체계로 읽습니다
주문제작 사례의 제목에도 공칭 전압이 그대로 쓰입니다. 25.2V 100Ah 팩에 DC-DC 충전 모듈과 CAN 통신을 넣은 자율주행 로봇용 팩은 24V 계통(리튬이온 7S)이고, 50.4V 30Ah 팩에 24V DC-DC 모듈을 더한 AGV용 팩은 메인은 48V 계통(리튬이온 14S), 보조 장치는 24V로 나눈 구성입니다. 기성품이든 주문제작이든 「장비 시스템 전압 → 공칭 전압 → 사용 전압 범위」 순서로 읽는 법은 같습니다.
24V·48V는 장비 체계의 이름이고, 25.2V·25.6V·50.4V·51.2V는 셀 전압에 직렬 수를 곱한 배터리의 공칭 전압입니다. 적용 가능 여부는 사양표의 사용 전압 범위가 드라이버의 허용 입력 범위 안에 들어가는지로 확인하고, 충전기는 충전 전압 사양을 확인합니다.
— 기성 49종은 전압·용량·배터리 종류 필터로 바로 찾을 수 있습니다. 기성품에 없는 전압·크기·통신이 필요하시면 주문제작 사례를 참고하여 요구사양서를 남겨 주세요.