[USABC] 급속 충전 시험 (Fast Charge Test, Battery tester, Charge discharge system, Regenerative power system, 배터리 시험기, 충방전 시스템, 회생 전력 시스템, 수명 시험, 국제규격)

 

목차

 

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[급속 충전 시험] 시험 목적

 

전기 자동차 충전소, 급속 충전 시험

 

급속 충전 시험의 목적은 배터리가 짧은 시간 안에 얼마나 효율적이고 안전하게 충전될 수 있는지를 평가하는 것이다. 전기차를 비롯한 고성능 응용 분야에서는 사용자가 짧은 시간 동안 충전소에 머무르는 것을 기대하기 때문에, 일정 시간 안에 목표 충전량을 확보하는 능력이 중요하다. 따라서 단순히 충전 속도만 확인하는 것이 아니라, 충전 과정에서의 발열, 충전 효율, 충전 후 실제 사용 가능한 용량, 그리고 반복적인 급속 충전이 배터리 수명에 미치는 영향을 종합적으로 검증하는 과정이 된다.

 

 

[급속 충전 시험] 시험 방법

 

USABC 급속 충전 내용 발췌

 

시험은 일반적으로 표준 조건에서 배터리를 일정 상태로 방전한 후 시작된다. USABC 기준에서는 배터리를 완전히 충전한 뒤 C/3 속도로 약 60% 방전하여, 배터리가 약 40%의 충전 상태에서 시험을 시작하도록 규정하고 있다. 이후 급속 충전은 배터리를 40%에서 80%까지 충전하는 과정을 대상으로 하며, 이 구간을 15분 이내에 완료할 수 있는지가 주요 평가 기준이 된다. 충전이 완료되면 즉시 C/3 속도로 완전 방전하여 실제로 얼마나 많은 에너지를 충전할 수 있었는지를 검증한다. 또한 시험은 단계별로 충전 속도를 다르게 적용하여, 전류 및 전력 조건이 배터리에 미치는 영향을 분석한다.

 

[급속 충전 시험] 평가 항목

 

이 시험에서는 몇 가지 핵심 평가 항목이 있다. 첫째, 충전 효율은 주어진 시간 동안 충전된 에너지가 실제 방전을 통해 회수될 수 있는 정도를 의미한다. 둘째, 발열 특성은 충전 과정에서 발생하는 열을 측정하여 냉각 시스템의 필요성을 판단하는 지표가 된다. 셋째, 충전 중 전압 상승이나 전류 제한이 발생하는지를 확인함으로써 배터리의 내부 저항과 전극 반응 특성을 분석한다. 마지막으로, 이러한 급속 충전 과정을 반복했을 때 배터리 수명이 단축되는지 여부를 평가한다.

 

최신 동향  및 부연 설명

 

일상적인 충전이 정수기를 통해 천천히 물을 받는 과정에 비유된다면, 급속 충전은 소화전 호스로 짧은 시간에 많은 물을 채워 넣는 것과 같다. 즉, 같은 양을 더 빠르게 채우기 위해 큰 압력을 가하는 셈이다. 하지만 압력이 커지면 물통이 버티기 어려운 것처럼, 배터리에서도 열이 급격히 상승하거나 전극 표면에 리튬이 석출되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 현상은 배터리 수명 단축과 안전 문제로 이어질 수 있기 때문에, 충전 속도와 안전성 사이의 균형이 중요하다.

 

최근 급속 충전 기술은 전극과 전해질 소재의 개선을 통해 더 빠른 충전이 가능하도록 발전하고 있다. 예를 들어, 리튬 이동 속도를 높이는 전해질 조성이나 실리콘 음극과 같은 새로운 소재가 연구되고 있다. 일부 연구에서는 10분 이내에 80% 충전이 가능한 수준까지 시연되기도 하였다. 또한 시험 환경에서는 온도 챔버와 냉각 장치를 함께 사용하여 여름과 겨울과 같은 다양한 조건에서 급속 충전 성능을 평가하는 것이 일반적이다. 더불어 미국과 유럽, 한국 등 여러 지역에서 급속 충전 시험에 대한 표준화가 진행 중이며, 차량용 충전 규격(CCS, CHAdeMO, NACS 등)과 연계된 시험도 이루어지고 있다.

 

 

급속 충방전 시험 시스템

 

팜테크 급속 충방전용 충방전기

 

팜테크는 배터리 신뢰성 평가에 최적화된 충방전기와 환경 시험용 챔버를 함께 제공합니다. 충방전기는 다양한 전류 조건에서 배터리의 충전 및 방전 특성을 정밀하게 제어할 수 있습니다 . 이를 통해 용량 시험, 수명 시험, 급속 충전 시험 등 전기차 및 에너지 저장장치에 필요한 평가가 가능합니다. 또한, 고효율 회생형 충방전 기술을 적용하여 에너지 절감과 안정적인 장시간 운용을 지원합니다.

 

팜테크 배터리용 방폭챔버

 

챔버는 온도와 습도를 정밀하게 제어하여 실제 사용 환경을 모사할 수 있습니다. 극한의 저온과 고온, 고습 환경에서의 배터리 충방전 특성을 확인할 수 있어 내구성 시험에 유용합니다. 특히 폭발 방지 및 안전 기능이 강화된 배터리 전용 챔버는 안전한 시험 환경을 보장합니다. 자동화된 제어 시스템을 통해 시험 조건을 프로그래밍하고, 시험 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

 

따라서 충방전기와 챔버를 조합하면 급속 충전, 수명 평가, 안전성 시험까지 통합적으로 수행할 수 있습니다. 팜테크는 이러한 장비 공급을 통해 고객이 신뢰성 높은 배터리 성능 평가를 수행하도록 지원합니다.

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 시스템 솔루션을 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

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