배터리 측정

전자부품
1. 배터리
  1. 배터리 측정
2. 참조
  1. 배터리 용량 잔량
기술자료
1. Tektronix, 배터리 테스트 솔류션 선택 가이드 - 12p
  1. 음극재료 전도도: 4pp를 위한 DC 및 AC 전류소스와 나노볼트미터
  2. 분리막 절연저항: ~1kV 전압소스를 기본으로 고저항 측정기
  3. (온도에 따른) 충방전 수명 시험: (온도챔버내에 위치한 배터리를) 소스미터로 CC-CV 충방전 싸이클 시험
    1. 다중 채널 DMM 필요 - 직렬연결하여 실험할 때 필요할 듯.
  4. 내부저항(DC), 개방회로전압(OCV), 누설전류, 펄스방식으로 충전/방전해야 할 때가 있다. 이들 항목은 소스미터로 측정 가능하다.
  5. 버스바 임피던스(저항): 여러 지점을 측정하므로 시스템스위치 및 멀티미터 또는 7A급 소스미터
    1. 배터리팩에서 하나의 버스바에 80개 가까운 용접부위가 있을 수 있기 때문에 시스템 스위치를 사용한다.
  6. 자동차 배터리 팩에서는 1000A, 1000V 측정이 필요하다.
배터리 내부 저항
1. 상식
  1. 내부저항이 가장 낮은 배터리
    1. Lead acid(납산)가 특별히 매우 낮은 저항을 갖는다.
    2. 어떤 실험에서, NiCd 155m오옴, NiMH 778m오옴, Li-ion 320m오옴을 갖는다.
      1. NiCd 2차 전지 내부저항이 비교적 낮다.
    3. alkaline, carbon-zinc 그리고 기타 1차 전지는 내부저항이 비교적 높다. 그래서 저전류 응용에 사용한다.
2. 배터리 내부저항 측정을 위한 4-wire 치구, 배터리홀더
  1. 치구 사진
    - 8.2$
    - 케이블링
  2. 충방전 측정 데이터
    - 두 번 충방전
    - 충전에서 방전으로 바뀔 때, 전압강하로 내부저항을 계산한다. 1A 방전이므로 내부저항은 120mV=120m오옴이다.
  3. 동일조건으로 충정한 후, 1kHz milliohmmeter로 충전하니 72m오옴 나온다.
직렬 사용시 고려사항
1. 정리
  1. 충전은 직렬로 한다. 그러므로 충전전류는 모두 동일하다.
  2. 어느 것 하나 내부저항이 높아지면, 전압이 상승한다. 배터리 각각의 전압을 측정해서 일정전압 이하로만 전류를 흐르게해야 한다.
  3. 그러므로 배터리 개별로 충전시 전압을 측정해서 가장 높은 전압을 보이는 셀 기준으로 과충전을 막고, 방전시 개별로 측정해서 가장 낮은 전압을 보이는 셀 기준으로 방전을 제어한다.
  4. 자동차용처럼 배터리 백여개를 직렬로 연결한 경우도 마찬가지이다. 그로므로 자동차용 전지는 매우 잘 만들어야 한다.
  5. 반면에 휴대폰처럼 셀 하나만 이용하는 경우, 해당 셀이 갖는 특성 100%을 발휘하는 충,방전 회로가 동작하므로 셀을 오래 사용할 수 있다.
2. 2013년 12월 출시 노트북, LG 15N53에서
  1. 직렬연결된 배터리 측정
    - 충전,방전하면서 각 셀 전압 측정
    - Agilent 34970A과 케이블 연결방법
    - 표면온도 4번이 가장 뜨겁다.
  2. 직렬연결된 상태에서 충방전하면서 각 셀 전압 측정 데이터
    - 더 높은 전압이 걸리고, 더 낮은 전압이 나온다. 효율이 낮아 더 뜨거워진다.
배터리 용량 체크
1. 배터리 용량 잔량
2. Duracell PowerCheck , https://youtu.be/zVni4vEHsrU - 검정색(빛 흡수)에서 노랑으로 바뀐다.
3. 1차-ER, AA 배터리
  1. 사진
  2. 오픈 전압
  3. 방전 그래프
  4. 1kHz 내부저항, 4338B로 측정함. 1kHz 내부저항과 VI곡선 특성과 상관관계가 정확하지 않다.
    - 40Ω이상과 이하로 구분된다.
NIMH에서
실험하는 장면
1. 2021/12/18, 18650
  1. 실험 사진, 2A 충방전, 0.5A까지
  2. 측정 엑셀 파일 , 용량이 가장 큰 제품은 새 것이다.
    - 하위 4개를 버림.