배터리의 목적은 에너지를 저장했다가 원하는 시간에 방출하는 것입니다. 이 섹션에서는 다양한 C-rate에서 방전을 살펴보고 배터리가 안전하게 도달할 수 있는 방전 깊이를 평가합니다. 또한 이 문서에서는 다양한 방전 특성을 관찰하고 다양한 로딩 패턴에서 배터리 수명을 탐색합니다.
전기화학 배터리는 대부분의 충전 동안 에너지가 높게 유지되다가 충전량이 고갈됨에 따라 급격하게 떨어진다는 점에서 다른 에너지 저장 장치에 비해 장점이 있습니다. 슈퍼커패시터는 선형 방전을 갖고, 압축공기와 플라이휠 저장장치는 배터리의 역으로 초기에 가장 높은 전력을 전달한다.그림 1, 2, 3저장된 에너지의 시뮬레이션된 방전 특성을 보여줍니다.
대부분의 충전식 배터리는 잠시 동안 과부하가 걸릴 수 있지만 이를 짧게 유지해야 합니다. 배터리 수명은 충전, 방전 및 온도를 포함하여 가해지는 스트레스의 수준 및 기간과 직접적인 관련이 있습니다.
원격 제어(RC) 애호가는 정격 용량의 30배인 30C의 C 속도로 방전하여 "약한" 고성능 배터리의 내성을 최대로 확장하는 특별한 유형의 배터리 사용자입니다. RC 헬리콥터, 경주용 자동차, 고속정만큼 스릴이 넘칠 수 있습니다. 팩의 기대 수명은 짧습니다. RC 애호가들은 타협을 잘 알고 있으며 대가를 지불하고 추가 안전 위험에 직면할 의향이 있습니다.
무게당 최대 에너지를 얻기 위해 드론 제조업체는 고용량 셀을 선택하고 에너지 셀을 선택합니다. 이는 무거운 하중과 긴 사용 수명을 요구하는 산업과는 대조적입니다. 이러한 애플리케이션은 감소된 용량으로 더욱 강력한 Power Cell을 구현합니다.
방전 깊이
납산은 1.75V/셀로 방전됩니다. 니켈 기반 시스템을 1.0V/cell; 대부분의 리튬 이온은 3.0V/cell입니다. 이 수준에서는 에너지의 약 95%가 소비되며 방전이 계속되면 전압이 급격히 떨어집니다. 과방전으로부터 배터리를 보호하기 위해 대부분의 장치는 지정된 방전 종료 전압을 초과하는 작동을 방지합니다.
방전 후 부하를 제거하면 건강한 배터리의 전압이 점차 회복되어 공칭 전압을 향해 상승합니다. 전극 내 금속 친화력의 차이로 인해 배터리가 방전된 경우에도 이러한 전압 전위가 생성됩니다. 기생 부하 또는 높은 자체 방전은 전압 복구를 방해합니다.
전동 공구로 콘크리트를 뚫을 때처럼 부하 전류가 높으면 배터리 전압이 낮아지고, 조기 차단을 방지하기 위해 방전 종료 전압 임계값이 더 낮게 설정되는 경우가 많습니다. 매우 낮은 온도에서 방전하는 경우에도 배터리 전압이 떨어지고 내부 배터리 저항이 상승하므로 차단 전압도 낮아야 합니다.
납축 배터리를 과충전하면 썩은 달걀 냄새가 나는 무색의 유독성 가연성 가스인 황화수소가 생성될 수 있습니다. 황화수소는 또한 늪지와 하수구에서 유기물이 분해되는 동안 발생하며 화산 가스와 천연 가스에 존재합니다. 가스는 공기보다 무거워서 환기가 잘 되지 않는 공간 바닥에 축적됩니다. 처음에는 강한 후각이 시간이 지나면서 약해지며 피해자는 가스의 존재를 인식하지 못합니다.
방전 주기를 구성하는 것은 무엇입니까?
방전/충전 주기는 일반적으로 충전된 배터리를 완전히 방전한 후 재충전하는 것으로 이해되지만 항상 그런 것은 아닙니다. 배터리는 완전히 방전되는 경우가 거의 없으며 제조업체에서는 배터리 등급을 매기기 위해 80% 방전심도(DoD) 공식을 사용하는 경우가 많습니다. 이는 사용 가능한 에너지의 80%만 전달되고 20%는 예비 에너지로 남아 있음을 의미합니다. 완전 방전 미만으로 배터리를 사이클링하면 서비스 수명이 늘어나고 제조업체는 배터리가 일반적으로 여유 용량이 남아 있는 상태에서 재충전되기 때문에 이것이 전체 사이클보다 현장 표현에 더 가깝다고 주장합니다.
방전 주기를 구성하는 요소에 대한 표준 정의는 없습니다. 일부 사이클 카운터는 배터리가 충전될 때 전체 카운트를 추가합니다. 스마트 배터리는 방전 주기를 충족하기 위해 충전 후 15% 방전이 필요할 수 있습니다. 그보다 작은 것은 주기로 계산되지 않습니다. 위성 배터리의 일반적인 DoD는 위성 촬영일 동안 배터리가 재충전되기 전까지 30~40%입니다. 새 EV 배터리는 80%까지만 충전하고 30%까지만 방전할 수 있습니다. 이 대역폭은 배터리가 소모됨에 따라 점차 넓어져 동일한 주행 거리를 제공합니다. 완전 충전 및 방전을 피하면 배터리 스트레스가 줄어듭니다.
하이브리드 자동차는 배터리가 재충전되기 전에 가속하는 동안 용량의 일부만 사용합니다. 차량의 모터를 작동시키면 스타터 배터리에서 5% 미만의 에너지가 소모되는데, 이를 자동차 산업에서는 사이클이라고도 합니다. 사이클 카운트에 대한 참조는 해당 임무와 관련하여 수행되어야 합니다.
방전 주기 또는 주기 수에 대한 언급은 모든 배터리 애플리케이션에 동일하게 관련이 있는 것은 아닙니다. 방전 주기 계산이 수명 상태를 정확하게 반영하지 못하는 한 가지 예는 저장 장치(ESS)입니다. 이 배터리는 필요할 때 단기 에너지를 공급하고 초과하는 경우 저장함으로써 풍력 및 태양광 발전의 재생 에너지를 보충합니다. 충전과 방전 사이의 시간은 밀리초 단위일 수 있습니다. 일반적인 배터리 충전 상태는 40~60%입니다. 사이클 카운트 대신 쿨롱 카운팅이 마모를 측정하는 수단으로 사용될 수 있습니다.