[배터리 충방전기] 배터리 상태 측정의 중요성과 한계(Battery SOC, Cycler, BMS, RCM)

 

목차

 

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배터리 충방전기의 필요성과 한계

고용량 충방전기

 

배터리 상태 측정의 중요성

배터리의 용량은 배터리 수명의 주요 지표입니다. 용량이 감소하면 배터리는 교체 시점에 도달한 것으로 간주됩니다. 하지만 대부분의 배터리 테스터는 용량을 측정할 수 없으며, 주로 전압과 내부 저항만을 측정합니다.

 

 

측정의 한계

배터리의 전압은 충전 상태(SoC)를, 내부 저항은 배터리의 전력 및 부하 조건을 나타냅니다. 하지만 이러한 측정치만으로는 배터리의 실제 상태를 정확히 파악하기 어렵습니다. 특히 내부 저항은 배터리 용량과 완벽하게 일치하지 않아, 배터리의 건강 상태를 완전히 반영하지 못합니다.

 

 

배터리 검사의 어려움

배터리는 외관상으로는 충전 상태나 수명에 관계없이 동일하게 보입니다. 이러한 이유로 서비스 기술자들은 배터리를 교체해야 하는지 여부를 결정하기 어려울 수 있습니다.

 

 

실패 원인

예를 들어, 납산 배터리에서 가장 흔한 실패 원인은 활성 물질의 마모로 인한 용량 감소입니다. 내부 저항의 증가는 전체 실패 원인 중 소수에 불과합니다.

 

 

배터리 관리 시스템(BMS)

BMS는 전압, 전류, 온도를 모니터링하여 이상 징후를 감지할 수 있지만, 배터리의 실제 남은 사용 가능 수명을 나타내는 데이터를 제공하지 못합니다. 이는 배터리 교체 시기를 결정하기 어렵게 만듭니다.

 

 

신뢰성 중심 유지보수(RCM)

RCM은 기계 부품의 신뢰성을 유지하기 위해 마모를 관찰하는 유지보수 프로토콜입니다. 항공 산업에서 시작되어 다양한 분야로 확장되었지만, 현재는 배터리에 적용되지 않습니다.

 

 

 

최근의 배터리 수명 분석의 트렌드는 많은 데이터 양으로 빅데이터 분석을 합니다. 빅데이터 분석을 위한 입력 값으로 아래와 같은 입력 값들이 필요 합니다. 이는 충방전기를 사용해서 얻을 수 있습니다.

 

• 전압(Voltage): 배터리의 충전 상태와 전반적인 상태를 나타낼 수 있습니다.
• 전류(Current): 충전 및 방전 중의 전류를 측정하여 배터리의 성능을 평가합니다.
• 온도(Temperature): 배터리의 작동 온도는 성능과 수명에 큰 영향을 미칩니다.
• 충전/방전 사이클(Charge/Discharge Cycles): 배터리의 수명을 결정하는 중요한 요소입니다.
• 임피던스(Impedance) 또는 내부 저항(Internal Resistance): 배터리의 효율성과 수명에 대한 정보를 제공합니다.
• 자가 방전률(Self-Discharge Rate): 배터리가 사용되지 않을 때 소모되는 전력량을 측정합니다.
• 에너지 밀도(Energy Density) 및 용량(Capacity): 배터리가 저장할 수 있는 에너지 양과 관련이 있습니다.

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)