자가 방전 전류 측정 현재
측정
Self-Discharge란 무엇인가? (SDC)
배터리 자체 방전 전류(SDC)는 배터리 내부 화학 반응으로 인해 배터리를 사용하지 않을 때 배터리에서 자연적으로 손실되는 소량의 전류입니다.
SDC를 정확하게 측정하면 배터리의 상태와 효율성을 이해하는 데 도움이 되므로 제조업체와 사용자는 배터리 수명과 성능을 보다 효과적으로 예측할 수 있습니다.
SDC 측정 방법 Measurement Methods
전통적인 방법 Method
기존 SDC 측정은 오랜 시간 후 배터리의 개방 회로 전압 (OCV) 강하를 모니터링하여 자체 방전 전류를 추정합니다.
그런 다음 OCV 변경에 해당하는 용량 변경을 찾고 용량 변경으로 예상 SDC를 계산하여 시간을 나눕니다.
이 방법은 긴 측정 시간과 배터리의 알려진 배터리 데이터(OCV 대 용량)가 필요합니다.
전압 인가 방법 Method
또 다른 전압인가 방법은 전압 소스를 사용하여 배터리 OCV와 동일한 전압을 적용한 다음 전압 소스에서 배터리로 흐르는 전류를 고려하여 OCV를 배터리의 SDC로 유지하는 것입니다.
이 방법은 SDC를 측정할 수 있는 시간은 기존 방법보다 상대적으로 짧지만 추가 하드웨어가 필요하며 온도 변화에도 민감하며 힘이 배터리에 전압을 가할 때 배터리의 전기화학적 균형을 방해할 수 있습니다.
전류인가 방법 (Arbin 방법) Method (Arbin Method)
Arbin은 셀에 소량의 DC 전류를 인가하고 전압 변화율을 기록하여 즉, 전류인가 방법을 활용한 다음 아래 방정식을 풀어 배터리의 SDC 및 동적 정전 용량을 계산할 수 있습니다.
이 방법은 단시간에 SDC를 정확하게 측정할 수 있으며, 인가된 작은 전류가 온도 변화의 영향을 받지 않고 일정하기 때문에 배터리 전기화학적 균형의 교란을 피할 수 있습니다.
전류인가 방법 (Arbin 방법) Parallel Method(Arbin Method)
전류 인가 방법의 한 단계 더 나아가 Arbin은 배터리 배치를 병렬로 연결하고 각 배터리의 SDC를 측정하는 PDBT 모듈을 제공합니다.
이전 전류인가 방법의 이점 외에도 이 배터리 병렬 방법을 사용하면 배터리가 전기화학적 균형에 훨씬 더 빨리 도달할 수 있으며 하나의 Arbin 채널은 여러 배터리가 동시에 SDCM을 실행할 수 있도록 지원할 수 있습니다.
이 방법은 단시간에 SDC를 정확하게 측정할 수 있으며, 인가된 작은 전류가 온도 변화의 영향을 받지 않고 일정하기 때문에 배터리 전기화학적 균형의 교란을 피할 수 있습니다.
SDC 측정 방법 비교 methods Comparison
Arbin SDC 모니터링 기능 Monitoring Feature
Arbin SDC 모니터링 기능은 배터리 저장, 배터리 제조 및 배터리 작동을 위해 설계되었습니다. 배터리가 나빠지는 과정은 일반적으로 오랜 시간이 걸립니다.
배터리 수명과 함께 셀의 SDC를 계속 모니터링하여 문제가 있는 셀을 조기에 감지하고 위험한 열 폭주가 발생하는 것을 방지합니다.
SDC 모니터링 모드에서 Arbin은 외부 전류를 유도하지 않고 병렬로 연결된 모든 배터리 간의 각 배터리의 전압과 불균형 전류를 실시간으로 모니터링합니다.
아래 차트는 병렬로 연결된 8개의 코인 셀 그룹을 보여주며, 자체 방전 전류가 더 높은 문제가 있는 셀(차트의 cell_5 및 cell_7)은 다른 셀보다 전압을 더 빨리 떨어뜨리므로 다른 셀에서 훨씬 더 높은 입구 전류를 얻습니다.
Arbin SDC 모니터링 기능은 이러한 전류를 기록하고 비정상적인 전류가 나타날 때 사용자에게 경보를 울립니다.
아래 차트는 배터리가 점차적으로 불량해지는 동안 시간이 지남에 따라 자체 방전 전류가 증가하는 것을 보여주며, 이 과정에서 배터리의 SDC는 배터리의 온도 상승보다 훨씬 일찍 급격히 증가합니다.
따라서 배터리 고장 감지 및 열 폭주 방지를 위해 배터리 온도를 모니터링하는 것보다 SDC를 모니터링하는 것이 훨씬 더 효율적입니다.
조기 결함 감지를 위한 Arbin SDC 모니터링 적용 for Early Fault Detection
제조시의 조기 결함 감지 in Storage and Shipping
제조시의 조기 결함 감지 in Operation
EV에 사용되는 모듈은 병렬로 연결된 많은 배터리로 구성됩니다. 하나의 배터리가 불량한 경우 다른 배터리가 더 많은 전력을 출력하므로 일반적으로 시스템에서 감지하기 어렵습니다. 열폭주가 발생하면 파손된 배터리 근처의 배터리가 영향을 받을 수 있습니다.
BMS와 함께 SDC 모니터링 기능을 사용하면 단일 배터리의 비정상적인 동작을 쉽게 감지할 수 있으며 사용자는 각 단계에서 경고/경보/긴급 알림을 받을 수 있습니다.
제조시의 조기 결함 감지 in Manufacturing
동일한 생산 배치의 배터리의 자체 방전 전류는 유사한 자체 방전 전류를 가져야 합니다.
Arbin SDC 측정 및 모니터링을 배터리에 적용하면 자체 방전 전류가 더 큰 불량 배터리를 쉽게 식별할 수 있습니다.
Arbin의 SDCM은 배터리 제조에서 자체 방전 전류 측정 및 모니터링을 위한 더 빠르고 정확한 솔루션을 제공합니다.
Arbin SDCM을 사용하면 배터리 제조업체는 훨씬 더 짧은 시간에 고품질의 마무리 단계를 수행할 수 있으므로 초기 투자 비용과 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
Arbin SDC 측정의 정확도가 높아지면 셀 등급의 정확도가 크게 향상되고 분류 절차의 품질이 향상되어 결국 배터리 팩의 품질이 향상됩니다.
더 중요한 것은 SDC 모니터링이 열 폭주 및 그에 따른 화재의 위험을 크게 줄일 수 있다는 것입니다.
이를 통해 배터리 공장의 안전 조치 비용이 크게 절감되고 안전 조치에 대한 규제가 완화될 수 있습니다.
예를 들어, 다음 측정은 필요하지 않거나 적어도 광범위하게 필요하지 않을 수 있습니다.
- 온도 측정, 연기/화재 경보기, 가스/전해질 증기 센서, 화재 진압 장비 등...