[배터리] 방전의 특성(GSM, Battery Discharge, DOD)

 

목차

 

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방전의 특성

 

배터리 방전이란 배터리가 저장한 전기 에너지를 사용하는 과정입니다. 즉, 배터리 내부에서 화학적 에너지가 전기 에너지로 변환되어 외부 회로를 통해 전력을 공급하는 현상을 말합니다.

 

배터리 내부의 화학 물질이 반응하여 전자를 생성하고, 이 전자들이 배터리의 음극에서 양극으로 이동하면서 전류를 형성합니다. 이 전류가 연결된 전자기기를 작동시키게 됩니다. 배터리의 방전 속도는 사용하는 기기의 전력 요구량에 따라 다릅니다. 예를 들어, 스마트폰이나 랩탑과 같은 전자기기는 지속적으로 전력을 소비하므로 배터리는 꾸준히 방전됩니다.

 

배터리의 방전 깊이는 완전히 충전된 상태에서 얼마나 많은 에너지가 사용되었는지를 나타냅니다. 이를 DOD(Depth of Discharge)라고 합니다. 배터리를 완전히 방전시키는 것보다 일정 수준 이상으로 남겨두는 것이 일반적으로 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 지속적인 방전과 과방전은 배터리의 성능과 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 적절한 충전 수준을 유지하고 과방전을 피하는 관리가 중요합니다.

배터리 방전은 모든 충전식 배터리의 필수적인 기능이며, 올바른 관리를 통해 최적의 성능과 수명을 확보할 수 있습니다.

 

출처: https://batteryuniversity.com/

 

 

 

방전 C-rate의 영향

방전 C-rate는 배터리가 그 최대 용량 대비 얼마나 빠르게 방전되는지를 나타내는 비율입니다. C-rate가 높을수록 배터리는 더 빨리 방전되며, 이는 전체 에너지 출력(용량) 감소와 함께 배터리 수명을 줄이는 스트레스와 발열 증가로 이어질 수 있습니다.

 

비선형 특성

방전률과 배터리 성능 간의 관계는 비선형입니다. 즉, 방전률이 증가함에 따라 배터리 용량과 수명에 미치는 영향이 선형적으로 변하지 않습니다. 대신, 배터리에서 얼마나 많은 전류가 얼마 동안 끌려나가는지에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

 

차량에서의 실제 적용

차량과 같은 실제 상황에서 배터리는 종종 높은 전류를 급격히 소모하는 순간을 경험합니다. 이는 빠른 가속 또는 에어컨, 오디오 시스템과 같은 고전력 소모 기능을 사용할 때 발생합니다. 이러한 순간적인 과전류 소비는 안정적이고 낮은 전류 소모보다 배터리에 더 큰 부담을 줄 수 있으며, 배터리의 성능을 저하시키고 전체 수명을 줄일 수 있습니다.

 

 

 

 

 

GSM 시험 규격이란?

출처: https://batteryuniversity.com/

 

GSM (Global System for Mobile Communications) 시험은 휴대폰 등의 통신 장비에 사용되는 배터리의 부하 용량을 평가하기 위해 특별히 설계된 시험입니다. 이 시험은 배터리가 통신 중에 어떻게 전력을 공급하는지, 특히 높은 부하가 순간적으로 요구될 때 배터리의 성능을 어떻게 유지하는지를 평가합니다.

 

GSM 시험에서는 배터리에 최대 2암페어(A)의 전류를 부과합니다. 이 전류는 577 마이크로초(μs) 간격의 펄스 형태로 제공되며, 이는 매우 높은 주파수의 전류가 배터리를 통해 순간적으로 흐른다는 것을 의미합니다. 이러한 높은 주파수의 펄스 부하는 배터리에 큰 요구를 제기하며, 배터리는 이에 대응하여 커패시터처럼 동작하기 시작합니다. 이는 배터리가 일시적으로 매우 높은 전류를 감당할 수 있도록 하여 배터리의 동작 특성을 변화시키는 것입니다.

 

GSM 시험은 배터리가 순간적인 고전류 부하를 얼마나 잘 처리하는지를 평가합니다. 배터리가 이러한 부하를 잘 견디면, 통신 장비 사용 중에 발생할 수 있는 갑작스러운 에너지 수요에 효과적으로 대응할 수 있음을 의미합니다. 장기적으로는 배터리가 중간 정도의 일정한 전류를 선호하며, 이런 방식으로 방전되는 것이 배터리 수명에 더 유리합니다. 순간적이고 높은 부하는 배터리의 용량 감소를 초래할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

팜테크 배터리 관련 솔루션(충방전기)

팜테크는 저용량부터 고용량까지 다양한 범위의 배터리를 시험할 수 있는 충방전기(Battery Cycler)도 제공합니다. 이 충방전기를 사용하면, 실험실 환경 내에서 사용자가 원하는 특정 조건으로 배터리의 충전과 방전 시험을 진행할 수 있습니다. 이는 배터리의 성능, 내구성, SOH 변화 등을 실험적으로 평가하고 검증하는 데 유용한 도구입니다.

 

 

 

 

 

 

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

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

교육일정및신청(주)팜테크