[배터리]SOC, SOH, DOD란? 수식 (State of Charge, Health, Depth of DisCharge)

 

목차

 

 

 

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SoC(State of Charge), DOD(Depth of Discharge) 란?

SOC 는 전하(Charge)의 상태라는 뜻으로 배터리 셀(Cell)로 부터 사용할 수 있는 전기 양(Quantity)를 의미 합니다. 수식은 아래와 같이 전체 가용할 수 있는 전하량과 남아 있는 전하량의 비로 표현 됩니다.

 

 

 

• SOC: % 단위 사용, 현재 전하 비율
• SOC0: % 단위 사용, 공장 출하 시 초기 전하 비율, 이때 Qmax는 초기 출하시 Qmax 임
• Q0: mAh 단위를 사용, 초기 배터리 전하량
• Q: mAh 단위를 사용, 초기 배터리에서 충전되거나 방전된 양 (충전 시 양수, 방전 시 음수)
• Qmax: mAh 단위를 사용, 배터리의 현재 최대 용량

 

일반적으로 Q0, Qmax 또는 SOC0는 배터리 제조사에서 제공 합니다. 그 뒤에 배터리의 전하 이동을 측정해서 SOC를 계산 모니터링 해줍니다. 

 

 

위 그림과 같이 Qmax가 5칸을 채울 수 있는 배터리 셀이 있을 경우 Q가 한칸 충전되어 SOC는 아래와 같이 구해 집니다.

SOC = ((2/5) + (1/5)) x 100 = 75%

 

DOD는 아래 수식과 같이 단순히 SOC를  100분률에서 빼준 값으로 얼마나 방전되었는지 수치를 알려줍니다. 

 

 

 

 

 

SoH(State of Health) 란?

 

SOH는 의미 그대로 배터리의 건강(Health)을 의미하는 수치입니다. 앞서 리튬이온 배터리는 충전과 방전을 반복하면 Degradation 현상을 겪는 다고 하였습니다. 이를 수치화 한것이 SOH입니다.

 

수식은 아래와 같습니다. 

 

 

• SOH: %단위 사용, 초기 최대 전하량과 현재 최대 전하량의 비율
• Qmax: mAh단위 사용, 현대 최대 전하량
• Qfactory_max: mAh단위 사용, 초기 최대 전하량, 배터리 제조사에서 공급

 

 

 

SOH와 SOC 관계 특성은 아래와 같습니다.

 

SOH가 작아지면 배터리 최대 전하량이 줄어들어 기존보다 더 빨리 충전과 방전이 진행됩니다.