/ 배터리 충전

배터리 충전

충전 전압

마스터볼트 Gel(2V, 12V) 및 마스터볼트 AGM(6V, 12V) 배터리는 12V 시스템의 경우 14.25V, 24V 시스템의 경우 28.5V의 전압으로 충전해야 합니다. 흡수 단계 다음에는 12V 시스템의 경우 13.8V, 24V 시스템의 경우 27.6V로 전압이 감소하는 플로트 단계(242페이지의 3단계 + 충전 특성 참조)가 이어집니다. 이 수치는 온도가 25°C라고 가정합니다.

습식 납축 배터리의 경우 흡수 전압은 12V 시스템의 경우 14.25V이고 24V 시스템의 경우 28.5V입니다. 이 유형의 배터리의 플로트 전압은 12V의 경우 13.25V이고 24V 시스템의 경우 26.5V입니다. 이 모든 수치는 25°C에 대한 것입니다.

리튬 이온 배터리는 12 V의 경우 14.25 V, 24 V 시스템의 경우 28.5 V의 흡수 전압으로 충전됩니다. 플로트 전압은 12V의 경우 13.5V이고 24V 시스템의 경우 27V입니다.

충전 전류

Gel 및 AGM 배터리에 대한 기본 규칙은 최소 충전 전류가 배터리 용량의 15~25%가 되어야 한다는 것입니다. 일반적으로 충전 중에도 연결된 장비에 전력을 공급해야 하므로 이 수치에 장비에 공급하는 전력을 포함해야 합니다.

즉, 배터리군의 용량이 400 Ah이고 연결된 부하가 10 A인 경우 배터리를 합리적인 시간 안에 충전하려면 배터리 충전기 용량이 70 ~ 90 A여야 합니다.

최대 충전 전류는 Gel 배터리의 경우 50% 및 AGM 배터리의 경우 30%입니다. 리튬 이온 배터리의 경우 충전 전류는 용량과 같을 수 있습니다. 예를 들어 180 Ah 리튬 배터리는 180 A로 재충전할 수 있습니다.

최적의 보호를 위한 온도 보상 기능을 갖춘 배터리 충전기

Gel, AGM 및 리튬 이온 배터리의 수명을 최대한 연장하려면 3단계 이상의 충전 특성을 가진 최신 마스터볼트 배터리 충전기가 필요합니다. 이러한 배터리 충전기는 충전 전압 및 충전 전류를 지속적으로 조절합니다.

습식 Gel 및 AGM 배터리의 경우 배터리 온도를 측정하는 센서가 있는 것이 좋습니다. 그러면 배터리 온도에 맞춰 충전 전압이 조정되어 수명이 연장됩니다. 우리는 이것을 '온도 보상'이라고 부릅니다.

Temperatuurcompensatie-curve

온도보상곡선

냉장고와 같은 장치는 충전 중에도 항상 배터리에서 전력을 끌어오기 때문에 마스터볼트의 온도 보상에는 연결된 장치를 보호하기 위한 최대 오프셋 효과가 포함됩니다. 보상은 12V 시스템의 경우 최대 14.55V이고 24V 시스템의 경우 최대 29.1V입니다.

매우 높은 온도(> 50°C)와 낮은 온도(<-20°C)에서는 습식 젤 및 AGM 배터리가 더 이상 충전되지 않을 수 있습니다. 이러한 제한을 초과하면 마스터볼트 배터리 충전기는 연결된 전기 소비 장치에 계속 공급되지만 배터리는 충전되지 않습니다.

리튬 이온 배터리의 경우 전압을 더 높거나 더 낮은 온도로 조정할 필요가 없습니다. 

               

아래 공식은 Gel 또는 AGM 배터리의 충전 시간을 계산하는 데 사용됩니다:

Laadtijd AGM accu

아래 공식은 리튬 이온 배터리의 충전 시간을 계산하는 데 사용됩니다:

Laadtijd Li-Ion accu

Lt = 충전 시간  
Co= 배터리에서 사용되는 용량 battery 
eff = 효율성; Gel 배터리의 경우 1.1, AGM 배터리의 경우 1.15, Flooded 배터리의 경우 1.2
Al = 배터리 충전기 전류
Ab = 충전 과정 중 연결된 장비의 소모량

충전 시간 계산

배터리 충전 시간을 계산할 때는 다음 사항을 고려해야 합니다:

첫 번째 고려 사항은 배터리의 효율성입니다. 표준 습식 배터리의 경우 이는 약 80%입니다. 배터리에서 100Ah가 방전되면 다시 100Ah를 추출할 수 있도록 120Ah를 충전해야 한다는 의미입니다. 젤 및 AGM 배터리의 경우 효율이 85~90% 더 높기 때문에 습식 배터리에 비해 손실이 적고 충전 시간이 짧습니다. 리튬 이온 배터리의 경우 효율이 97%에 이릅니다.

충전 시간을 계산할 때 주의해야 할 또 다른 사항은 충전 프로세스의 마지막 20%(80~100%)가 습식, 젤 및 AGM 배터리에서 약 4시간이 소요된다는 것입니다(리튬 이온 배터리에는 적용되지 않음). 흡수 또는 후 충전 단계라고도 하는 두 번째 단계에서는 배터리 유형이 배터리 충전기의 용량에 관계없이 흡수되는 전류의 양을 결정합니다.  

충전 속도가 훨씬 빠른 리튬 이온 배터리에는 충전 후 상 현상이 다시 적용되지 않습니다.

리플 전압이 배터리에 미치는 악영향

배터리 충전기에서 발생하는 리플 전압으로 인해 배터리가 조기에 결함이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하려면 충전기로 인한 리플 전압을 가능한 낮게 유지해야 합니다.

리플 전압은 리플 전류를 생성합니다. 경험상 리플 전류는 설치된 배터리 용량의 5% 미만을 유지해야 합니다. GPS 또는 VHF 장치와 같은 항법 또는 통신 장비를 배터리에 연결한 경우 리플 전압이 100mV(0.1V)를 넘지 않아야 합니다. 더 이상 장비가 오작동할 수 있습니다.

마스터볼트 배터리 충전기는 우수한 전압 조절 기능을 갖추고 있으며, 충전기에서 발생하는 리플 전압은 항상 100mV 미만입니다.

리플 전압이 낮은 또 다른 장점은 예를 들어 배터리 단자가 제대로 고정되지 않았거나 부식된 경우 시스템이 손상되는 것을 방지하는 것입니다. 낮은 리플 전압 덕분에 마스터볼트 배터리 충전기는 배터리 팩에 연결하지 않고도 시스템에 전원을 공급할 수 있습니다.

배터리 충전 상태 찾기

Peukert 지수에 대한 인접한 설명은 예를 들어 배터리 전압 측정을 기반으로 배터리의 충전 상태를 단순히 결정할 수 없음을 보여줍니다.

충전 상태를 확인하는 가장 좋고 정확한 방법은 앰프 시간 미터(배터리 모니터)를 사용하는 것입니다. 이러한 미터의 예로는 Mastervolt MasterShunt, BTM-III 또는 BattMan 배터리 모니터가 있습니다. 이 모니터는 충전 및 방전 전류 외에도 배터리 전압, 소모 시간 및 배터리 뱅크를 재충전해야 할 때까지 남은 시간도 표시합니다.

마스터볼트 배터리 모니터가 다른 공급업체와 차별화되는 점 중 하나는 기록 데이터의 가용성입니다. 예를 들어 배터리의 충전/방전 사이클, 가장 깊은 방전, 평균 방전 및 측정 전압의 최고 및 최저를 나타냅니다. 

Peukert(포이케르트)의 법칙

겉으로 보기에는 배터리가 충분한 전력을 얼마나 더 지속적으로 공급할 것인지 계산하는 것이 쉬워 보입니다. 가장 일반적인 방법 중 하나는 방전 전류로 배터리 용량을 나누는 것입니다. 그러나 실제로는 그러한 계산이 종종 잘못된 것으로 밝혀집니다. 대부분의 배터리 제조업체는 20시간의 방전 시간을 가정하여 배터리 용량을 지정합니다. 예를 들어, 100Ah 배터리는 20시간 동안 시간당 5암페어의 전류를 공급해야 하며, 이 시간 동안 12V 배터리의 전압이 10.5V(1.75V/셀) 이하로 떨어지지 않아야 합니다. 안타깝게도 100Ah의 전류 레벨에서 방전될 때 100Ah 배터리는 45Ah만 전달합니다. 즉, 30분 미만 동안만 사용할 수 있습니다.

이 현상은 배터리 선구자인 Peukert(1897)와 Schroder(1894)가 한 세기 이상 전에 고안한 공식인 Peukert의 법칙에 설명되어 있습니다. Peukert's Law는 다양한 방전 값이 배터리 용량에 미치는 영향, 즉 높은 방전 속도에서 배터리 용량이 감소하는 것을 설명합니다. 모든 마스터볼트 배터리 모니터는 이 방정식을 고려하여 항상 올바른 배터리 상태를 알 수 있습니다.

연결된 부하는 사용 가능한 용량에 영향을 미치지 않으므로 리튬 이온 배터리에는 Peukert의 법칙이 적용되지 않습니다.

주어진 방전 전류에서의 배터리 용량에 대한 Peukert 공식은 다음과 같습니다:

Peukert formule

Cp = 주어진 방전 전류로 사용 가능한 배터리 용량
I = 방전 전류 레벨
n = the Peukert 지수 = log T2 - logT1 : log I1 - log I2
T = 방전 시간(시간)

I1, I2 및 T1, T2는 두 가지 방전 테스트를 수행하여 확인할 수 있습니다. 여기에는 두 가지 다른 전류 레벨에서 배터리를 두 번 배출하는 작업이 포함됩니다.

배터리 용량의 50%인 높은 값(I1)과 낮은 값(I2)은 약 5%입니다. 각 테스트에서 배터리 전압이 10.5V로 떨어지기 전에 경과한 시간 T1 및 T2가 기록됩니다. 두 가지 방전 테스트를 수행하는 것이 항상 간단한 것은 아닙니다. 종종 큰 부하를 사용할 수 없거나 느린 방전 테스트를 위한 시간이 없습니다. 배터리 사양에서 Peukert 지수를 계산하는 데 필요한 데이터를 검색할 수 있습니다.

환기

정상적인 조건에서 Gel, AGM 및 리튬 이온 배터리는 위험한 수소 가스를 거의 또는 전혀 생성하지 않습니다. 빠져나가는 작은 가스는 무시해도 될 정도입니다. 그러나 다른 모든 배터리와 마찬가지로 충전 중에 열이 발생합니다. 가능한 가장 긴 수명을 보장하려면 배터리에서 이 열을 최대한 빨리 제거하는 것이 중요합니다. 다음 공식을 사용하여 마스터볼트 배터리 충전기에 필요한 환기량을 계산할 수 있습니다. Ventilatie formule

Q = 필요한 환기(m³/h)
I = 배터리 충전기의 최대 충전 전류
f1 = Gel 배터리의 경우 0.5 감소
f2 = 0.5 감소(밀폐 배터리의 경우)
n = 사용된 셀 수(12V 배터리에는 각각 2V의 6개 셀이 있음)

12V/400Ah 배터리 세트와 80A 충전기의 예로 돌아가서, 필요한 최소 환기량은 Q = 0.05 x 80 x 0.5 x 0.5 x 6 = 6m³/h입니다

이 공기 흐름은 너무 작기 때문에 일반적으로 자연 환기로 충분합니다. 배터리가 닫힌 케이스에 장착된 경우 다음과 같은 두 개의 구멍이 필요합니다: 위에 하나, 아래에 하나. 환기구 치수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다: 

Ventilatie opening formule

A = 개구부(cm²)
Q = 환기량(m³)

우리의 경우, 이것은 각 개구부에 대해 28 x 6 = 168 cm²(약 10 x 17 cm)에 달합니다.

리튬 이온 배터리는 수소 가스를 생성하지 않으므로 안전하게 사용할 수 있습니다. 배터리를 빠르게 충전하면 어느 정도 열이 발생하며, 이 경우 위의 공식을 사용하여 열을 제거할 수 있습니다.

여러 개의 배터리 충전기가 있는 대형 시스템은 설치 관리자에게 문의하십시오. 

<< 뒤로 돌아가기