배터리 밸런싱

[22 최영훈]

 안녕하세요 22학번 최영훈입니다. 요즘 본격적인 작업에 들어서서 글을 많이 쓰는 것 같네요. 앞으로 배터리 설계 글, 배터리 브라켓 설계 글도 올릴테니 기대 부탁드리고 오늘은 배터리 셀 밸런싱에 관해 글을 써보겠습니다.

 저희가 쓰는 배터리 셀은 INR18650 25R이고 제조사는 SAMSUNG입니다. 작년 차에 쓴 배터리를 재사용하고자 하는 과정에서 배터리가 부족해 추가로 구매하는 과정에서 문제가 생겼습니다. 바로 셀 자체의 규격은 INR18650-25R이지만 제조사가 삼성이 아닌 다른 곳이라는 겁니다. 이게 왜 문제가 되냐면 배터리 셀에서 전력을 내보낼 때 배터리끼리의 전압, 용량, CONT MAX CURRENT, 등등이 일치하지 않을 경우 전압이 먼저 떨어진 배터리가 죽으면 나머지 배터리 셀들이 그 배터리 몫까지 출력을 해줘야 하므로 자동적으로 기능이 저하되고 심하면 모든 셀들이 죽을 수도 있기 때문입니다. 한줄로 요약하자면 저희가 쓰는 588개의 셀이 하나의 배터리 셀처럼 일해주는게 제일 좋은데 제조사나 제조 날짜가 다르면 그렇지 않을 가능성도 있다! 입니다. 물론 규격자체나 데이터시트에 기재되어 있는 전기값들은 측정했을 때 같기 때문에 다행이지만, 실용량이나 배터리 셀 자체의 내부저항이(배터리 셀의 내부저항은 패키징 방법이 다르면 달라지기 때문에 제조사가 다르면 다를 가능성이 크다고 합니다.) 다를 수 있기 때문에 하나의 팩으로 만들기 무리인 상황이라고 판단해 배터리 셀에 대한 밸런싱 작업과 용량 등을 위한 실험을 해보려합니다.

*배터리 밸런싱 작업.

 배터리 밸런싱 작업은 배터리 셀들의 전압을 모두 같게 4.2V로 맞춰주는 작업을 의미하는데, 만약 BMS가 없다면 전류를 엄청 작게 흘려보내 긴 시간동안 배터리를 연결해 충전해주면 되지만, 저희는 BMS가 있기 때문에 비교적 쉽게 밸런싱 작업을 할 수 있을 것 같습니다. BMS 소프트웨어를 통해 각 배터리의 전압을 알 수 있고 이를 통해 밸런싱 작업을 할 수 있습니다. 4개의 세그먼트가 다 연결되고 배터리 팩 안에서의 bms 배선 작업이 완료되면 밸런싱 작업을 진행할 것 같습니다.

**배터리 실험

 원래 배터리가 정상상태인지 확인하기 위해서는 만충 상태 (저희 셀같은 경우는 4.2v)에서 방전해보는 방전테스트를 진행해서 확인합니다. 이를 위해서는 방전기가 있어야 하는데, 저희 사정상 배터리 방전기를 구매하지는 못하고 아마 빌려야할 것 같습니다. 더군다나 방전테스트할 배터리도 별로 없어서 구매하는 것은 무리가 있어 내일 팀원들과 얘기해보고 결정할 듯 합니다. 

출처:https://cafe.naver.com/hssoon

출처:https://cafe.naver.com/hssoon

 위 사진은 배터리 방전테스트를 진행하는 과정인데, 배터리의 max, min 전압 값을 알 수 있고 실용량도 체크할 수 있다고 합니다. 이를 통해 제조사가 다른 배터리 셀들이 하나의 배터리 셀처럼 움직여줄 수 있는지 확인해보겠습니다... 이번에 구매한 배터리 셀이 원래 삼성 대체용 셀이라서 좋은 결과를 기대하고 있지만, e-homemade 클럽이라는 네이버 카페에 물어보니 비난의 댓글이 더 많더라구요... 배터리 구매를 담당한 팀원에게 물어보니 원래 삼성 배터리를 샀는데, 재고가 없어 중국 배터리를 보낸 것 같습니다... 암튼 좋은 결과가 있기를 기도해보겠습니다.

[17강신홍]

셀 밸런싱은 아주 아주 중요한 작업입니다!! 비싼 배터리들이 다 죽어버릴 수 있으니 구매와 작업 시 매우매우 주의하셔야합니다!! (특히 터미널 연결 시 쇼트 아주 주의)

[22 최영훈]

조언 감사합니다!!