[배터리]DCIR이란? 측정방법(Battery, Direct Current Internal Resistance, 저항 측정, 팩)

 

목차

 

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DCIR이란?

 

DCIR(Direct Current Internal Resistance, 직류 내부 저항)는 배터리 셀 내부에서 전류가 흐를 때 저항으로 인해 발생하는 전압 강하를 말합니다. 이는 배터리가 전류를 공급하거나 흡수하는 과정에서 내부적으로 저항이 생기기 때문입니다. 따라서 배터리는 완벽한 전류원이 아니며, 실제로는 전류가 흐를 때 전압 강하가 발생하게 됩니다. 이 전압 강하는 배터리의 성능에 직접적인 영향을 미치며, 배터리의 효율성과 수명을 결정짓는 중요한 요소 중 하나입니다.

 

배터리의 내부 저항을 설명할 때, 회로적으로는 셀과 직렬로 연결된 하나의 저항으로 모델링할 수 있습니다. 이 저항이 바로 DCIR로, 회로에서 전류가 흐를 때 저항에 의해 에너지 손실이 발생하며 전압이 떨어지게 됩니다.

 

DCIR은 배터리의 충전 상태(SoC), 건강 상태(SoH), 온도, 그리고 방전 시간에 따라 달라집니다. 충전 상태가 다르면 내부 저항이 변할 수 있으며, 배터리가 오래되거나 손상되면 저항이 증가할 수 있습니다. 또한, 온도가 낮으면 저항이 더 커지고, 방전 시간이 길어질수록 저항의 영향을 더 받게 됩니다. 이러한 이유로 DCIR은 단일 숫자로 표현되지 않으며, 다양한 조건에 따라 변하는 값입니다.

 

 

DCIR을 측정하는 방법은 일정 시간 동안 전류를 인가하여 전압 강하를 측정하는 방식입니다. 일반적으로 1초에서 30초 사이의 펄스 전류를 사용하며, 10초 펄스를 기준으로 측정한 값이 많이 인용됩니다. 저항 값은 이때 발생한 최대 전압 강하를 전류로 나눈 값으로 계산됩니다.

 

 

배터리 내부에서 전압 강하가 발생하는 원인은 여러 가지가 있습니다. 가장 즉각적인 전압 강하는 옴 저항(R0)에 의해 발생하며, 이는 배터리 내의 전자 저항과 전해질 내 이온 저항을 포함합니다. 전류가 흐르기 시작한 후 몇 초 동안의 전압 강하는 전하 전달 저항(RCT)과 배터리의 이중층 커패시턴스에 의해 발생합니다. 마지막으로, 완만하고 거의 선형적인 전압 강하는 분극 저항(Rp) 때문에 발생하며, 이는 고체 내에서 이온이 확산되는 과정에서 일어납니다.

 

참조: Barai, A., Uddin, K., Widanage, W.D. et al.  A study of the influence of measurement timescale on internal resistance characterisation methodologies for lithium-ion cells . Sci Rep 8, 21 (2018)

 

 

결론적으로, DCIR은 배터리의 성능을 평가하는 데 중요한 지표이며, 이를 이해하고 관리하는 것은 배터리 시스템의 효율성 및 수명을 최적화하는 데 필수적입니다.

 

 

 

 

DCIR 기능 포함 충방전기

 

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주요 특징으로는 ±0.02%의 초고정밀 전압 및 전류 정확도, 96% 이상의 에너지 효율성을 자랑하는 에너지 재생 기능, 빠른 전류 응답 속도(최대 1ms), 그리고 멀티채널 데이터 수집 기능을 통해 고속으로 데이터를 기록하고 분석할 수 있는 성능이 있습니다. 이 시스템은 정전 시에도 데이터 손실을 방지하는 이중 백업 기능을 제공하여 테스트의 연속성과 데이터 보안을 보장합니다.

 

 

또한, 다양한 배터리 타입에 대응할 수 있도록 유연하게 확장 가능한 모듈형 구조를 채택하고 있으며, 온도, 전압, 전류 등의 복합적인 환경 변수를 통합하여 더욱 정밀한 테스트가 가능합니다. 이로써 전기차 배터리, 에너지 저장 시스템(ESS), 그리고 다양한 산업용 배터리 테스트에 적합한 솔루션을 제공합니다​

 

 

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