EN
충전식 배터리가 얼마나 많은 용량을 보유할 수 있는지 아는 것은 매우 중요합니다. 서로 다른 충전식 배터리는 각각 다양한 양의 에너지를 저장하므로, 장치를 구동시키기 위해 배터리가 제공할 수 있는 전력의 정확한 양을 파악하는 것이 핵심입니다. 또한 이를 통해 배터리가 장치를 얼마나 오래 가동시킬 수 있는지와 재충전 성능이 어느 정도인지 알 수 있습니다. 하지만 중요한 점은, 배터리 용량에 대한 테스트 결과가 정확하지 않다면 이러한 정보들이 전혀 쓸모없게 된다는 것입니다. 본 기사에서는 Jiuyuan Tech의 SDCBUS 시리즈 전원 배터리 성능 테스트 장비를 사용하여 정확한 배터리 용량 테스트를 수행하는 단계별 과정을 안내합니다.
정확한 배터리 용량 테스트가 중요한 이유
충전식 배터리의 용량을 파악하는 것은 매우 중요합니다. 서로 다른 충전식 배터리는 각각 저장할 수 있는 에너지 양이 다르기 때문에, 장치를 구동시키는 데 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지 정확히 아는 것은 극히 중요합니다. 또한 이를 통해 배터리가 장치를 얼마나 오래 가동시킬 수 있는지와 재충전 성능이 어느 정도인지 알 수 있습니다. 하지만 배터리 용량을 측정하는 테스트 결과가 정확하지 않다면 이러한 모든 정보는 무의미해집니다. 본 문서는 Jiuyuan Tech의 SDCBUS 시리즈 전원 배터리 성능 테스트 장비를 사용하여 정확한 배터리 용량 테스트를 수행하는 단계별 과정을 안내합니다.
배터리 용량이란 무엇인가
배터리의 용량을 모를 경우, 5,000mAh 배터리와 비교하는 것은 의미가 없습니다. 배터리가 해당 시간 동안 충전식 장치를 구동할 수 있을 때만 특정 용량을 가진다고 할 수 있습니다. 예를 들어, 배터리가 1시간 동안 장치에 전원을 공급할 수 있을 때에만 5,000mAh 용량을 가진다고 말할 수 있습니다. 배터리의 용량은 온도, 출력 값, 배터리 수명 등 다양한 조건에서 각각 다르게 나타납니다.
배터리 용량을 정확하게 측정하는 방법은 단계별 절차를 따릅니다. 먼저 배터리를 완전히 과충전한 후, 느린 속도로 방전시키는 것입니다. 전체 과정은 장치를 일정 시간 동작시킨 후 출력 에너지와 배터리 용량을 측정하는 데 기반을 두고 있습니다. 그러나 어떤 절차라도 반드시 따라야 하는 규칙들이 존재합니다.
테스트 준비 및 배터리 화학 이해
배터리가 새 것이고 사용하지 않은 상태라면, 대부분의 전문가들은 먼저 1~2회의 충방전 사이클을 수행할 것을 권장합니다. 이는 배터리 내부의 화학 반응을 안정화시켜 이후의 용량 측정을 더욱 정확하게 해줍니다.
시험 공간을 설치할 때 적절한 크기와 양호한 공기 순환이 확보되도록 하십시오. 내화성 컨테이너를 준비하고 개인 보호 장비(PPE)를 쉽게 접근할 수 있는 곳에 두십시오. 특히 자동차에 사용되는 고출력 배터리를 시험할 경우 이러한 안전 조치가 매우 중요합니다. 이러한 안전 절차를 생략하면 본인과 타인의 위험에 처할 수 있습니다.
정확한 결과를 위해서는 온도 관리 또한 매우 중요합니다. 일반적으로 배터리를 25°C(±2°C)에서 시험할 때 가장 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있습니다. 높은 온도에서는 실제 값보다 훨씬 높은 용량 측정값이 나올 수 있으므로, 시험 중에는 온도를 일정하게 유지하는 것이 필수적입니다.
배터리 완전 충전
테스트 중에 일정한 전압과 일정한 전류를 보여주기 위해 XY 좌표 그래프를 사용하는 것이 가장 좋습니다. CC-CV(CC-CV: Constant Current-Constant Voltage) 절차를 그대로 따르되, 어떠한 수정도 가하지 마십시오.
이 단계에서는 이러한 배터리를 이해하고 올바르게 사용하는 방법을 아는 것이 중요합니다. 충전 전류가 '차단 수준(cutoff level)'에 도달하거나 초과할 때까지 충전이 완료된 것으로 간주되지 않습니다. 먼저 배터리를 완전히 충전하는 데 필요한 전류를 파악함으로써 이를 쉽게 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 배터리를 완전히 충전하는 데 1암페어가 걸린다면, 여러 단계로 충전하면서 전류가 1암페어에 도달하면 이후 전류를 0.1암페어로 줄여야 합니다—이를 잔류 전류(quiescent current)라고 부릅니다. 타이머를 사용하는 것은 어렵고 충전 시간을 더 길게 만든다는 점에 유의하십시오. 이러한 상황에서는 프로그래밍 가능한 전원 공급 장치(programmable power supply)가 반드시 필요합니다.
휴지 기간
충전이 완료된 후에는 휴지 기간(Rest Period)이 이어지며, 이는 포스트 충전 밸런스(Post-Charging Balance)라고도 하며 일반적으로 1~2시간 지속됩니다. 이 휴지는 내부의 화학 반응이 안정화되고 전압이 수렴하는 데 매우 중요합니다 (휴지 기간 동안 1~2시간 내내 전압이 약간의 변동을 보일 수 있음). 이를 통해 후속 방전 시험 결과의 정확성을 확보할 수 있습니다.
제어된 방전 (가장 중요한 단계)
이는 전체 과정에서 가장 중요한 단계입니다. 다음 단계들은 주의 깊고 정확하게 따라야 하며, 그렇지 않을 경우 전체 절차에서 발생하는 대부분의 오류가 이 단계에서 일어납니다.
상수 전류(CC) 방전 사용: 이 단계에서는 상수 전류 방전 과정 중에도 포함하여, 방전 전류가 일정하게 유지되어야 합니다.
적절한 방전율(C-rate) 선택: 배터리 용량은 방전율에 따라 달라질 수 있습니다. 테스트 결과가 의미 있고 반복 가능하려면 사용된 C-레이트를 반드시 명시해야 한다는 점을 기억하세요.
방전이 종료되는 전압을 방전 컷오프 전압이라고 합니다. 이 전압은 그대로 기록되어야 합니다. 배터리를 데이터시트에 명시된 최소 안전 전압까지 방전시켜야 합니다. 이 전압 이상으로 무리하게 방전을 진행하면 배터리가 손상될 수 있으며, 테스트 결과의 정확성에도 영향을 줄 수 있습니다.
단기간 방전 중에는 전류 값을 쉽게 놓치기 쉬우므로, 시간과 전류를 정확하게 기록하는 것이 배터리 용량을 계산할 때 가장 기본이자 중요한 부분입니다.
계산 및 분석
회사 웹사이트에서 충방전 테스트 장비의 시스템 도면을 참고할 수 있습니다. 장비와 함께 제공되는 소프트웨어는 명확한 인터페이스를 가지며, 상위 컴퓨터 페이지에서 데이터를 직관적으로 표시할 수 있습니다. 대부분의 최신 시스템은 전류를 시간에 따라 적분하여 배터리에서 방전된 총 암페어시간(Ah)을 자동으로 계산할 수 있습니다. 다른 시스템들은 전압을 시간에 따라 보여주는 방전 곡선을 생성할 수 있으며, 이러한 모든 시스템은 방전 전압 및 시간 곡선과 같은 배터리 건강 상태와 성능 관련 고급 데이터를 제공할 수 있습니다.
왜 전문 장비가 필수적인가
간단한 멀티미터 시스템을 사용하여 무부하 테스트를 수행할 수는 있지만, 제대로 된 장비 없이는 테스트의 정확성을 보장할 수 없습니다. 구원 테크(Jiuyuan Tech)의 SDCBUS 시리즈는 정확한 배터리 용량 테스트에 필요한 모든 기능을 통합하고 있어 없어서는 안 될 도구입니다.
고정밀 측정 수율
SDCBUS 시리즈를 사용하면 주요 장치의 전압 및 전류 측정 결과를 통해 용량 측정 오차를 줄일 수 있습니다. SDCBUS 시리즈를 사용하면 시장에서 별도로 제공되는 고급 측정 시스템을 추가로 사용할 필요가 없습니다.
충전, 간헐적인 충전 정지 및 이후의 방전까지 전체 과정이 자동화되어 인적 오류를 제거합니다. 모든 테스트를 일관되게 반복할 수 있으므로 정확한 용량 테스트에 매우 신뢰성 높은 시스템입니다.
통합형 재생 부하
단순한 저항 부하가 열 형태로 에너지를 낭비하는 것과 달리, SDCBUS 시리즈는 재생식 DC 전자 부하 역할을 합니다. 이 제품은 방전된 에너지를 흡수하여 AC 전력으로 변환한 후 건물의 전력망에 다시 공급할 수 있습니다. 이러한 기능 덕분에 장기간 고출력 테스트를 훨씬 더 에너지 효율적이고 비용 효과적으로 수행할 수 있습니다.
데이터 기록 및 분석
시스템 작동 중 전반에 걸쳐 데이터가 지속적으로 기록됩니다. 이를 통해 기본적인 용량 값만 필요할 때조차도 보고서를 생성하고 전압 곡선을 분석하여 잠재적인 배터리 열화 문제를 식별할 수 있습니다.
3 자주하는 질문 (FAQ)
Q1: 완전한 배터리 용량 테스트는 얼마나 오래 걸립니까?
테스트 시간은 주로 방전 속도에 따라 달라집니다. 1C 방전 속도(1시간 만에 전체 용량을 방전함)로 테스트할 경우 약 1시간이 소요되며, 충전 및 안정화 시간이 추가됩니다. 더 부드러운 0.5C 방전 속도의 경우 2시간이 소요됩니다. 충전, 안정화, 방전의 전체 사이클을 고려하면 일반적으로 단일 테스트에 3~8시간이 소요되며, 이는 현실적인 소요 시간입니다.
Q2: 새 배터리를 사용하는 데 왜 광고된 용량에 도달하지 못합니까?
먼저, 전문 장비를 사용하여 올바르게 테스트하고 있는지 확인하세요. 대부분의 신뢰할 수 있는 제조업체들은 특정 이상적인 조건(예: 25°C에서 0.2C로 방전)을 기준으로 배터리 용량을 표기합니다. 높은 방전 속도나 낮은 온도와 같은 다른 조건에서는 측정된 용량이 더 낮게 나타날 수 있습니다. 또한 일부 배터리는 최대 용량에 도달하기 위해 여러 번의 충방전 사이클이 필요할 수 있습니다.
Q3: 이 장비를 모든 종류의 배터리에 사용할 수 있습니까?
예, 구원 테크(Jiuyuan Tech)의 SDCBUS 시리즈와 같은 시스템은 매우 다재다능합니다. 리튬이온(Li-ion), 리튬인산철(LFP), 니켈수소(NiMH), 납축전지 및 플로우 배터리 등 다양한 배터리 화학계열과 호환됩니다. 핵심은 각각의 특정 배터리 유형에 맞는 적절한 전압 한도, 전류 속도 및 정지 조건을 설정하는 것입니다. 이 장비는 개별 배터리 셀의 테스트에는 사용되지 않는다는 점에 유의하십시오.