통영상 소개:https://www.youtube.com/watch?v=Yut666u3HUg
리튬이온 배터리의 연구, 개발, 품질 검증 및 응용 과정에서 정확하고 신뢰성 있으며 효율적인 테스트는 실제적인 배터리 성능 데이터를 얻기 위한 기반입니다. 배터리 소재의 고유 특성을 평가하거나 복잡한 운용 조건에서 배터리 팩의 내구성과 안전성을 검증할 때에도 표준화되고 체계적인 테스트는 필수적입니다.
테스트 단계(Test Step)는 배터리 테스트의 핵심 작업으로, 전류, 전압, 전력 또는 저항 등의 매개변수를 정밀하게 제어하는 과정입니다. 본 문서는 배터리 테스트 시스템에서 일반적으로 사용되는 충전/방전 단계와 보조/제어 단계를 체계적으로 소개합니다. BTS 8.0 소프트웨어를 예로 들어, 다양한 충·방전 단계 및 보조·제어 단계의 작동 원리, 주요 매개변수 설정, 데이터 기록 전략, 그리고 대표적인 응용 시나리오를 설명합니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CC Chg
설명:
설정된 일정한 전류로 배터리를 충전하며, 전압, 시간 또는 기타 차단 조건이 충족될 때까지 진행됩니다.
주요 매개변수 설정:
전류: 양의 값으로 설정 (예: 1A, 0.5C). 속도 모드 사용 시 전류 값은 자동 계산됩니다.
차단 조건: 과충전을 방지하기 위해 충전 차단 전압(보통 3.6V~4.5V, 양극 재료에 따라 다름)을 설정합니다. 또한 용량 또는 시간 차단을 보조 혹은 안전 조건으로 설정할 수 있습니다.
데이터 기록: 보통 시간 간격(예: 1~10초) 또는 전압 변화 간격(예: ΔV = 0.001~0.005V)으로 기록됩니다. 고전류 급속 충전의 경우 전압 변화 세부 사항을 포착하기 위해 더 짧은 시간 간격을 권장합니다.
응용 시나리오: 용량 테스트, 레이트 성능 테스트, 사이클 테스트의 충전 단계 (일반적으로 CV와 결합하여 CCCV 형태로 사용).
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CV Chg
설명:
충전 과정의 마지막 단계에서 사용됩니다. 배터리 전압을 일정하게 유지하며, 배터리의 포화도가 높아질수록 충전 전류는 지수적으로 감소합니다.
주요 매개변수 설정:
전압: 충전 차단 전압으로 설정 (예: 4.2V).
차단 조건: 전류 차단은 일반적으로 매우 작은 값(예: 0.05C)으로 설정되며, 전류가 이 값까지 감소하면 배터리가 완전히 충전된 것으로 간주합니다. 또한 전류 차단에 도달하지 못할 경우를 방지하기 위해 시간 차단도 설정합니다.
데이터 기록: 초기에는 시간 간격(예: 10~30초)으로 기록하고, 이후 전류 변화가 느려지면 간격을 늘립니다. 포화도 계산을 위해 전류 변화 간격(예: ΔI = 0.01C) 또는 용량 변화 간격(예: ΔCap = 0.1mAh)을 사용하는 것이 권장됩니다.
응용 시나리오: 배터리 방전 성능 테스트 또는 정전류 충전(CC)과 결합하여 CC-CV 충전 모드 구성.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CP Chg
설명:
설정된 일정한 전력으로 배터리를 충전합니다. 시스템은 전압과 전류를 실시간으로 계산하여 일정한 전력을 유지합니다.
주요 매개변수 설정:
전력: 충전 전력값 설정 (예: 3W)
차단 조건: 일반적으로 전압 차단과 시간 차단을 함께 설정
데이터 기록: 전력이 일정하기 때문에 전압과 전류가 동시에 변합니다. 실시간 전력, 전압, 전류 곡선을 반드시 기록해야 합니다.
응용 시나리오: 특정 충전기의 특성 시뮬레이션, 급속 충전 연구
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CCCV Chg
설명:
정전류(CC Chg) 단계와 정전압(CV Chg) 단계를 결합하여 하나의 단계에서 두 과정을 모두 수행하는 방식입니다.
주요 매개변수 설정:
전류: 정전류 단계의 전류 설정 (예: 1C)
전압: 정전압 단계의 전압 설정 (예: 4.2V), 또한 이는 정전류 단계의 차단 전압으로 사용됩니다.
차단 조건: 정전압(CV) 단계의 전류 차단 및 시간 차단
응용 시나리오: 리튬이온 배터리의 표준 충전 단계
BTS 8.0 소프트웨어 약어: PCCCV Chg
설명:
여러 셀이 직렬로 구성된 배터리 팩(Pack)을 위한 전용 CCCV 충전 모드입니다.
주요 매개변수 설정:
전류: 충전 전류
전압: 단일 셀의 차단 전압에 직렬 셀 수를 곱하여 계산
차단 조건: 전류 차단 및 시간 차단
데이터 기록: 단일 셀 CCCV와 동일
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CC DChg
설명:
설정된 일정한 전류로 배터리를 방전하며, 지정된 차단 조건이 충족될 때까지 진행됩니다.
주요 매개변수 설정:
전류: 방전 전류
차단 조건: 차단 전압, 용량 차단 또는 시간 차단
데이터 기록: 용량 시험의 경우, 시간 간격으로 방전 용량을 기록합니다.
고해상도 방전 곡선을 얻기 위해서는 전압 변화 간격(예: ΔV = 0.001V)으로 실시간 전압을 기록하는 것이 좋습니다.
응용 시나리오: 배터리 방전 성능 시험(용량, 에너지 효율, 사이클 수명 등 평가에 사용)
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CV DChg
설명:
방전 과정에서 배터리 전압을 일정하게 유지하며, 전류는 부하(load)에 따라 결정됩니다.
주요 매개변수 설정:
전압: 낮은 전압값 설정 (예: 3.0V)
차단 조건: 일반적으로 전류 차단 또는 시간 차단 사용
데이터 기록: 시간 간격 또는 전류 변화 간격으로 기록하여 전류 감소 특성을 관찰
응용 시나리오: 안정된 전원 공급 시뮬레이션, 일정 전압 하에서의 부하 응답 시험
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CP DChg
설명:
설정된 일정한 전력으로 배터리를 방전하는 방식입니다.
주요 매개변수 설정:
전력: 방전 전력값 설정
차단 조건: 전압 차단 및 시간 차단
데이터 기록: 시간 간격으로 기록하며, 일정 전력 조건에서의 전압·전류의 동적 관계를 분석하기 위해 조밀한 데이터 기록이 필요합니다.
응용 시나리오: 실제 기기 동작 조건 시뮬레이션, 배터리 최대 출력 성능 시험
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CCCV DChg
설명:
먼저 정전류로 방전하다가 차단 전압에 도달하면 정전압 방전 모드로 전환됩니다.
주요 매개변수 설정:
CCCV 충전 단계와 유사하나, 전류는 음수(-) 값으로 설정하며 전압은 방전 차단 전압으로 지정
데이터 기록: 정전류 구간에서는 전압 변화 간격으로, 정전압 구간에서는 전류 변화 간격으로 기록
응용 시나리오: 완전 방전이 필요한 시험에 사용
BTS 8.0 소프트웨어 약어: CR DChg
설명:
배터리에 일정한 저항負荷를 연결하여 방전하는 방식으로, 일정 저항 하에서의 방전 특성을 모사합니다.
주요 매개변수 설정:
저항: 부하 저항값 설정
차단 조건: 전압 차단 및 시간 차단
데이터 기록: 시간 간격(예: 5초)으로 기록하여 시간에 따른 전압 및 전류의 자연 감쇠 곡선을 도출
응용 시나리오: 단순 저항성 부하 조건 시뮬레이션
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Rest
설명:
배터리에 전류를 인가하지 않고 개방 회로(open-circuit) 상태로 유지하는 단계입니다.
이 단계의 목적은 내부 이온 농도 구배 및 분극 전압이 안정화되도록 하는 것입니다.
주요 매개변수 설정:
시간: 휴지 지속 시간 설정 (예: 300초 또는 1시간)
응용 시나리오:
충·방전 단계 사이에 반드시 포함되는 필수 단계로, 개방회로전압(OCV) 기록, 자체 방전율 측정,
다음 단계로 진행하기 전 배터리의 반응 안정화 등에 사용됩니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Cycle
설명:
일련의 단계(예: CCCV 충전 → 휴지 → 정전류 방전 → 휴지)를 하나의 사이클 단위로 정의하고,
해당 사이클의 반복 횟수를 설정합니다.
주요 매개변수 설정:
사이클 횟수: 반복 횟수 설정 (예: 1000회)
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Pulse
설명:
매우 짧은 시간 동안 고강도의 충전 또는 방전 전류를 인가하고, 이후 휴지 또는 회복 단계를 거칩니다.
배터리의 순간 출력 성능 및 내부 저항을 평가하기 위해 사용됩니다.
주요 매개변수 설정:
전류, 펄스 지속 시간, 휴지 시간
응용 시나리오:
하이브리드 펄스 출력 특성(HPPC) 시험 — 내부 저항 및 전력 윈도우 계산용,
또는 시동·가속 등 펄스 조건 시뮬레이션에 사용됩니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Ramp
설명:
전압 또는 전류를 계단식으로 변화시키는 대신 일정한 기울기(slope)로 연속적으로 변화시키는 단계입니다.
주요 매개변수 설정:
시작/최대/종단 전압, 스캔 속도 (예: mV/s)
응용 시나리오:
배터리의 반응 메커니즘, 산화·환원 전위, 가역성 등을 연구하기 위한 기초 실험에 사용됩니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Cyclic Voltamm
설명:
중요한 전기화학 분석 기법 중 하나로, 작동 전극(배터리)의 전압을 일정 속도로 스캔하면서
이에 대한 전류 응답을 측정합니다.
주요 매개변수 설정:
시작/최대/종단 전압, 스캔 속도(mV/s), 사이클 횟수
응용 시나리오:
배터리의 반응 메커니즘, 산화·환원 전위, 가역성 등을 분석하기 위한 기초 재료 연구에 사용됩니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: SIM
설명:
시간–전류 또는 시간–전력 프로파일로 구성된 데이터 파일을 불러와,
테스트 시스템이 복잡한 충·방전 파형을 정밀하게 재현할 수 있도록 합니다.
응용 시나리오:
실제 응용 환경 시뮬레이션에 사용됩니다.
예: 전기차의 UDDS 및 WLTC 주행 사이클, 스마트폰의 일상 사용 패턴 등.
실제 응용 조건에서 배터리 성능을 검증하는 가장 직접적인 방법입니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Control
설명:
현재 채널의 배터리에 대해 충·방전 동작을 수행하지 않고,
다른 채널이나 외부 장치를 제어하기 위한 명령을 실행하는 단계입니다.
주요 매개변수 설정:
제어 명령: (예: 다른 채널 시작/정지, 외부 장치 트리거 등)
응용 시나리오:
다중 채널 동기화 시험에서 사용됩니다.
예를 들어, 한 채널의 특정 조건이 충족되면 다른 채널의 시험을 자동으로 시작하도록 설정할 수 있습니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Follow Step
설명:
한 채널의 시험 매개변수(예: 전류)가 다른 채널의 값을 실시간으로 추종(follow)하도록 설정합니다.
주요 매개변수 설정:
추종 대상 채널 번호, 스케일링 비율
응용 시나리오:
배터리 팩 시험에 주로 사용됩니다.
마스터 채널이 전체 팩을 제어하고, 슬레이브 채널이 마스터의 전류를 추종하여
각 셀의 동작을 시뮬레이션하거나 비교 시험에 활용할 수 있습니다.
BTS 8.0 소프트웨어 약어: Pause
설명:
프로그램 실행을 자동으로 일시정지하고, 사용자의 확인 후 다음 단계로 진행하는 기능입니다.
보통 안내 메시지와 함께 표시됩니다.
주요 매개변수 설정:
일시정지 조건: 예를 들어, 5회 사이클마다 일시정지 설정
응용 시나리오:
시험 중 수동 개입이 필요한 경우에 사용됩니다.
예: 시험 환경 변경(열 챔버 내 이동 등) 또는 추가 측정 장비 연결 후 재개.
Seoul: NEWARE
19th Taerung Techno Town, Gasan-dong, Geumcheon-gu, Seoul 1314, 70 Gasan digital 2-ro, Geumcheon District, Seoul, Korea
(서울특별시 금천구 가산디지털2로 70, 대륭테크노타운19차 1314호)
