배터리 노화 및 용량 손실 계산
| 상태 | 총 용량 | 손실 (%) | 용량 손실 (kWh) | 100% 에너지 | 손실 계산 | 주행거리 | 150 kW DC 빠른 충전으로 추정 충전 시간 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 새 배터리 | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24분 |
| 10% 용량 손실 | 54 kWh | 0.1 | 6 kWh | 54 kWh | 60 kWh x 0.10 = 6 kWh | 450 − (450×0.10) = 405 km | 54 / 150 × 60 = ~22분 |
| 20% 용량 손실 | 48 kWh | 0.2 | 12 kWh | 48 kWh | 60 kWh x 0.20 = 12 kWh | 450 − (450×0.20) = 360 km | 48 / 150 × 60 = ~19분 |
📌이 표는 60 kWh 배터리와 450 km의 명상 범위가 있는 차량에 기반합니다.계산은 일정한 속도와 소비량을 가정하고, 범위는 선형적으로 계산됩니다. 실제-world 사용 시, 기상, 운전 속도, 도로 경사, 타이어 상태 및 시스템 효율성과 같은 요인으로 인해 범위 및 소비량에 대한 편차가 발생할 수 있습니다.
⚡충전 시간 계산은 이론적인 최소 시간을 나타냅니다.실제 DC 충전 시나리오에서 배터리 관리 시스템 (BMS)은 SOC, 온도 및 세포 건강에 따라 충전 전력을 점진적으로 줄일 수 있습니다. 또한 충전소와 차량이 지원하는 최대 전력도 시간에 영향을 미칩니다. 따라서 실제 충전 시간은 계산된 시간보다 더 길 수 있습니다.
🔍🔍 설명: 배터리 화학, BMS 및 시간에 따른 감소
충/방전 주기, 온도, 고속 충전 및 저장은 배터리 노화를 유발합니다. 내부 화학 구조가 노화 → 셀의 에너지 저장 용량이 감소합니다.
항상 현재 최대 용량을 보여주기 때문에 10% 손실 시 100% = 54 kWh; 20% 손실 시 100% = 48 kWh. 따라서 표시가 100%인 경우 이전에 저장된 에너지보다 적은 에너지를 포함하지 않습니다.
충전 시간이 약간 줄어든다. 왜냐하면 더 적은 에너지가 채워져야 하기 때문이다.
배터리는 전자 회로가 아니므로 내부 상태를 정확히 알 수 없습니다. 계산은 전류, 전압, 에너지 및 입/출 입자 흐름에 기반합니다. 배터리의 충전 시간과 나이와 같은 데이터도 사용 시간을 추정하는 데 평가됩니다. 차량 디스플레이에서는 에너지 상태를 % 또는 범위로 표시합니다. 배터리 관리 시스템 (BMS)은 이 입자 흐름, 열, 전압 및 전류를 지속적으로 모니터링하고 과충전, 과방전 및 과열을 방지합니다. 또한 충/방전 주기에 따라 예상 배터리 건강 (SOH) 데이터를 생성합니다.
전해질 유체가 부식되며, 가스가 형성되어, 열이 증가하고, 세포가 부풀어 오르고, 화재 위험이 발생하고, 배터리의 수명이 크게 단축됩니다.
화학적 구조에서 역반응이 발생하여 전극이 붕괴되고 세포가 완전히 사망하고 회복할 수 없습니다.
충전소와 차량 화면에 표시되는 전력은 거의 동일합니다 (예: 11 kW AC, 150 kW DC). 그러나 실제로 배터리에 들어가는 전력은 AC의 경우 5-12%, DC의 경우 3-7% 낮은 전력으로 인해 케이블 및 커넥터 손실로 인해 낮아집니다. BMS는 항상 이러한 작은 차이를 고려하고 배터리를 과부하 또는 과하저하로부터 보호합니다.
배터리 내의 화학적 변화 및 셀 간의 불균형을 보정하여 차량 디스플레이가 정확한 에너지 상태와 배터리 건강을 보여주도록 보장합니다. 정상 충전 중 에너지의 측정 오류, 노화 및 케이블/연결자 손실로 인해 에너지의 입/출이 완벽하게 정확하지 않을 수 있습니다; 캘리브레이션은 BMS가 실제 용량과 SOH를 볼 수 있도록 합니다.
첫 번째 연간 손실은 "화학적 정착 및 셀 균형"으로 인해 빠르며 그 후 배터리가 안정화되어 손실이 느려집니다 (95%→92%). 첫 몇 번의 충-방전 주기에서 SEI (Solid Electrolyte Interphase) 층이 형성되며 이 층은 화학적으로 에너지를 소비합니다. 배터리는 새로운 것이며 전극 표면과 전해질이 완전히 안정되지 않았습니다. 셀 간의 작은 불균형과 저항 차이도 정착됩니다. 따라서 초기 빠른 감소가 발생합니다.
SEI 층이 정착되었으며 화학적 구조가 안정적이며 셀은 균형이 잡혔습니다. 동일한 사용 조건에서 충-방전 주기는 손실을 줄입니다. 결과: 연간 용량 손실은 낮고 비선형적이며 느리게 진행됩니다.