열화를 고려한 배터리 사이클 계산방법

리튬 이온 배터리의 등가 전체 사이클 계산을 이해하는 것은 정확한 모니터링과 유지보수를 위해 필수적입니다. 이 가이드는 용량 열화에 대한 조정과 시간이 지남에 따라 등가 전체 사이클을 계산하는 방법을 설명합니다.

용량 열화에 대한 조정

1. 동적 전체 용량

   • 용량 모니터링: 시간이 지남에 따라 감소하는 배터리의 현재 용량을 지속적으로 추정합니다.

   • 계산 업데이트: 등가 전체 사이클을 계산할 때, 초기 용량 대신 현재(열화된) 용량을 사용합니다.

2. 열화된 용량으로 사이클 계산

   방법

   • 각 부분 사이클에서 배터리의 현재 용량을 기준으로 등가 용량 사용량을 결정합니다.

   공식:

   • 등가 전체 사이클 = Σ (방전(또는 충전)량 / 현재 전체 용량)

열화를 고려한 등가 전체 사이클 계산 단계

1. 용량 열화 추적 및 추정

   • 경험적 모델, 과거 데이터 또는 건강 상태(SoH) 알고리즘을 사용하여 배터리의 현재 용량을 정기적으로 추정합니다.

2. 부분 사이클 모니터링

   • 배터리의 충전 상태(SoC)를 지속적으로 모니터링하여 각 부분 사이클에서 충전 및 방전량을 기록합니다.

3. 등가 사용량 계산

   • 각 부분 사이클에서 현재 추정된 용량을 사용하여 등가 전체 사이클 기여도를 계산합니다.

   예시 계산:

   • 초기 전체 용량이 1000mAh라고 가정합니다.

   • 일정 사용 후, 추정된 현재 용량은 900mAh입니다.

4. 등가 전체 사이클 집계

   • 시간이 지남에 따라 등가 사이클을 합산하여 전체 등가 사이클을 계산합니다.

   예시:

   • 첫 번째 부분 사이클: 200mAh 방전, 150mAh 충전.

     • 등가 전체 사이클 기여도 = 200mAh / 900mAh = 0.222 사이클

   • 두 번째 부분 사이클: 250mAh 방전, 200mAh 충전.

     • 등가 전체 사이클 기여도 = 250mAh / 900mAh = 0.278 사이클

   • 두 부분 사이클 후 총 등가 전체 사이클:

     • 총 등가 전체 사이클 = 0.222 + 0.278 = 0.5 사이클

실질적인 구현

1. 용량 추정

   • 배터리 관리 시스템(BMS)에 알고리즘을 구현하여 현재 용량을 정기적으로 추정합니다. 방법으로는 사이클 카운팅, 임피던스 측정, 또는 과거 열화 데이터를 학습한 기계 학습 모델을 사용할 수 있습니다.

2. 사이클 추적 및 집계

   • BMS나 모니터링 소프트웨어를 사용하여 부분적인 충전 및 방전을 추적합니다. 현재 용량 추정치를 기반으로 각 부분 사이클에 대한 등가 전체 사이클 기여도를 계산합니다. 이러한 기여도를 합산하여 전체 등가 전체 사이클을 계산합니다.

용량 열화가 있는 예시 시나리오

1. 초기 용량

   • 배터리의 초기 전체 용량은 1000mAh입니다.

2. 첫 번째 부분 사이클 (초기 용량)

   • 200mAh 방전, 150mAh 충전.

     • 등가 전체 사이클 기여도 = 200mAh / 1000mAh = 0.2 사이클

3. 용량 열화

   • 추정된 현재 용량이 950mAh로 열화되었습니다.

4. 두 번째 부분 사이클 (열화된 용량)

   • 300mAh 방전, 250mAh 충전.

     • 등가 전체 사이클 기여도 = 300mAh / 950mAh = 0.316 사이클

5. 사이클 집계

   • 두 부분 사이클 후 총 등가 전체 사이클:

     • 총 등가 전체 사이클 = 0.2 + 0.316 = 0.516 사이클