기업을 위한 지속 가능한 솔루션: 지능형 배터리의 성능 활용

연구 개발(R&D) 팀은 에너지 저장 분야에 지속적으로 시간을 투자해 왔습니다. 이를 통해 더 깨끗하고 지능적인 미래를 찾아내고 길을 닦게 되었습니다.

‍

스마트 배터리 시장은 현재 300억 달러 이상의 가치가 있습니다 . 향후 몇 년 동안 더욱 증가할 것으로 예상되며 무엇을 추측할 수 있습니까? 지금은 기업이 이를 활용하고 미래의 혁신 전략에 이러한 지능형 배터리를 사용할 수 있는 기회입니다.

‍

지능형 배터리의 미래와 그 기능에 대해 자세히 알아보려면 이 기사를 자세히 살펴보겠습니다.

배터리 관리 시스템(BMS)

원천

‍

사용하는 모든 단일 배터리에는 배터리 관리 시스템(BMS)이 있습니다. BMS는 배터리 팩의 감독을 지원하는 기술입니다. 이 감독에는 다음이 포함됩니다.

‍

• 배터리 모니터링
• 배터리 보호 제공
• 배터리의 현재 작동 상태 추정
• 배터리 성능 최적화로 항상 최신 상태 유지
• 모든 외부 장치의 작동 상태에 대한 보고서 제공

‍

리튬 이온(li-on) 충전식 배터리는 에너지 밀도가 가장 높으며 소비자 제품의 표준 선택입니다. 휴대폰, 전기 자동차, 노트북 등에서 찾을 수 있습니다. 그러나 리튬이온 배터리가 불리한 환경에서 성능을 발휘하면 문제가 된다. 직면하는 가장 일반적인 문제는 정말 덥거나 추울 때입니다.

‍

BMS에는 많은 설계 기능이 있으며 배터리 팩 보호 및 용량 관리가 그 중 하나입니다. 배터리 팩 보호에는 두 가지 주요 영역이 있습니다.

‍

• 어려운 상황에서 배터리가 손상되지 않도록 하는 전기 안전
• 안정성을 유지하고 어떤 경우에도 과열을 방지하기 위한 온도 제어를 포함하는 열 보호

‍

그러나 역사를 통틀어 우리는 배터리 관리 시스템이 나중에 고려되는 것을 보았습니다. 현재 많은 회사에서 배터리 관리 소프트웨어를 통합하여 배터리의 잠재력을 최대한 활용하고 있습니다 . 이는 두 가지 주요 제품을 통해 수행됩니다.

‍

• 고성능 BMS 알고리즘
• 클라우드 플랫폼

‍

이 두 제품 모두 표준 텔레매틱스 데이터를 고급 통찰력으로 변환하여 배터리 수명, 안전 및 성능을 연장합니다.

배터리 인텔리전스 최적화

원천

‍

배터리 인텔리전스 최적화는 배터리의 잠재력을 최대한 활용하고, 수명을 늘리고, 안전 기능을 개선하고, 성능을 최적화함으로써 배터리 관리 분야를 완전히 바꾸고 있습니다.

‍

배터리 인텔리전스는 배터리 데이터를 배터리 시스템, 전기 화학 및 데이터 과학과 연결하여 배터리 수명 주기 및 안전 기능을 높이는 데 중점을 둡니다.

1. 배터리 인텔리전스의 실질적인 의미

배터리 인텔리전스의 실제 경험은 BMS 알고리즘과 클라우드 플랫폼을 통해 활용되고 있습니다.

BMS 알고리즘

BMS 알고리즘은 배터리 애플리케이션의 요구 사항에 적용할 수 있습니다. 주요 목표는 배터리 수명을 연장하고 전력과 안전성을 극대화하는 것입니다 . 전 세계적으로 다른 BMS 알고리즘을 사용하는 회사가 있습니다. 좋은 예가 엘리시아입니다 . 배터리 시스템 개발자를 위한 강력한 BMS 알고리즘 제품군을 제공합니다.

‍

그들의 알고리즘은 기존 소프트웨어 스택에 통합되어 배터리의 안전성과 수명을 늘립니다. 주로 다음을 위해 설계되었습니다.

‍

• 자동차
• 모터스포츠
• 마이크로모빌리티
• HGV
• 고정 보관

‍

임베디드 소프트웨어는 BMS를 통해 설치할 수 있으며 충전 상태, 고속 충전 기능, 전원 및 충전, 상태를 실시간으로 제어하고 가동 중지 시간을 줄입니다.

클라우드 플랫폼

클라우드 플랫폼은 배터리 시스템의 안전, 수명 주기 및 성능을 향상시키기 때문에 배터리 인텔리전스 최적화의 일부입니다. 표준 텔레매틱스 데이터를 실제 배터리 경험을 통해 구축된 통찰력으로 전환합니다 . 클라우드 플랫폼은 배터리의 장기 성능을 모니터링하고 더 잘 이해하여 성능 저하 요인을 명확하게 알려주는 데 적합합니다.

‍

Elysia와 같은 클라우드 플랫폼은 다음을 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다.

‍

• 배터리 상태(SOH) 이해: 배터리 상태는 중요하며 클라우드 플랫폼은 배터리 교체 시기를 알려줄 수 있습니다. 전기 자동차의 평균 배터리 수명 주기는 10~20년 이지만 더운 기후에서는 배터리가 훨씬 더 빨리 소모될 수 있습니다.
• 차량 동향: 수명 목표를 충족하지 못하는 모든 배터리는 자동으로 위험 신호를 받아 원인을 식별하고 주행하는 각 차량에 대한 권장 사항을 제공합니다. 예를 들어, 여기에는 배터리가 더운 기후에서 빠르게 충전되어 성능 저하 과정을 가속화할 수 있는 경우가 포함될 수 있습니다.
• 배터리 안전: 플랫폼은 고객에게 영향을 미치기 전에 모든 종류의 잠재된 결함을 조기에 감지합니다. Elysia의 안전 기능은 팩과 셀 수준 모두에서 모든 안전 문제를 식별할 수 있습니다.
• 배터리 품질 관리: 클라우드 플랫폼은 모든 배터리 생산 품질 추세를 식별하여 서비스 조치를 최소화합니다. 이를 통해 OEM은 셀 공급업체와 효과적으로 협력하고 초기 생산 단계에서 식별된 모든 문제를 제거할 수 있습니다.

‍

제품 개발 단계 초기에 문제가 확인되면 소유 비용이 줄어들어 차량 관리자와 배터리 시스템 개발자가 세계적 수준의 배터리를 만들 수 있습니다.

2. 인공 지능(AI) 및 데이터 과학

데이터 과학은 구조화된 단계별 프로세스를 따라 결과를 제공하고 AI가 이를 최적화합니다. 배터리 전류의 온도, 전압 및 변동성을 포함하여 배터리 기능의 중요한 메트릭을 측정하는 데이터가 매분 생성됩니다.

‍

데이터 과학을 수행하기 위한 다섯 가지 중요한 단계는 다음과 같습니다.

‍

• 흥미로운 질문하기
• 데이터 획득 및 모델링
• 데이터 탐색
• 결과 전달
• 결과 시각화

‍

우리가 수집한 데이터를 통해 우리는 더 많은 정보를 얻고 다음을 위해 사용합니다.

‍

• 결정하기
• 미래 예측 제공
• 현재와 ​​과거의 이해
• 새로운 제품과 산업 창출

‍

데이터 과학과 함께 AI는 새로운 배터리 소재가 연구되는 방식에 영향을 미치고, 제품 개발 단계 초기에 문제를 이해하고 수명 주기 전반에 걸쳐 성능을 예측합니다 . 이러한 모든 영향은 적절한 지표를 통해 분석해야 합니다.

‍

AI가 탑재된 배터리는 빅 데이터를 수집할 수 있습니다. 즉, 배터리는 사용할 수 있는 가장 스마트한 자산 중 하나입니다. 처리된 모든 데이터를 통해 모든 배터리 제조업체, 차량 운영업체 및 기타 관계자는 배터리 수명 주기, 가치 및 보증 관리와 관련된 중요한 비즈니스 지표를 달성할 수 있습니다.

‍

더 많은 데이터를 수집할수록 더 좋아지므로 이 경우 더 정확한 통찰력을 얻고 있습니다.

3. 배터리 설계 및 연구에서의 전기화학

배터리 인텔리전스 최적화와 관련하여 전기화학은 여기에서 필수적인 역할을 합니다. 전기화학 공정은 전기가 생산될 때 리튬 이온이 배터리의 한 지점에서 다른 지점으로 어떻게 이동하는지에 초점을 맞춥니다.

‍

새로운 재료와 배터리를 설계할 때마다 셀 내에서 이온-전자 흐름의 폐쇄 루프를 사용하고 전기 화학을 적용하여 처음에 가장 느린 단계를 식별할 수 있도록 하는 것이 항상 중요합니다. 그런 다음 프로세스를 가속화하고 제어하기 위해 올바른 조치를 취할 수 있습니다.

‍

리튬 이온은 한 지점에서 다른 지점으로 이동하려고 할 때 몇 단계를 거칩니다. 이 과정에서 가장 느린 단계는 주변 조건과 전극 재료에 따라 달라집니다.

‍

배터리 인텔리전스에 전기화학이 중요한 이유는 무엇입니까? 글쎄요, 업계에서 전기 자동차 및 기타 중요한 응용 분야에 전력을 공급하기 위해 훨씬 빠르고 저렴한 재료를 사용하는 고성능 배터리를 설계하는 데 도움이 됩니다 .

지능형 배터리로 얻을 수 있는 이점

원천

‍

지능형 배터리를 사용하면 다음과 같은 가장 큰 이점을 얻을 수 있습니다.

‍

• 더 높은 이익: 지능형 배터리가 에너지를 효율적으로 저장하려고 한다는 사실은 개발 단계에서 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다.
• 더 많은 보안 기능: 보안은 배터리와 관련된 주요 관심사입니다. 개발 단계에서 효과적으로 생산되지 않으면 많은 피해를 입을 수 있습니다. 이러한 피해는 배터리가 폭발하여 주변 사람들에게 피해를 입힐 수 있습니다.
• 향상된 성능: 조직의 에너지 에코시스템을 안정적으로 유지하려면 에너지 저장과 민첩한 용량의 균형을 맞추는 것이 중요합니다. 지능형 배터리는 모든 지표를 제어하여 성능을 개선하고 배터리가 최적의 조건에서 잘 작동하도록 합니다.

‍

전반적으로 지능형 배터리에는 이와 관련된 많은 이점이 있습니다. 다양한 환경 조건을 겪을 수 있다는 점을 고려하면 배터리에서 일어나는 일을 제어하여 성능 저하 프로세스가 느려지도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 너무 덥거나 추울 때는 배터리의 상태를 최적으로 유지하고 잘 수행할 수 있도록 고속 충전 프로세스가 느려집니다 .

미래는 지능형 배터리

인텔리전트 배터리는 배터리를 사용할 때 최고의 경험을 제공하고 시간이 지남에 따라 성능이 우수하고 긴 수명을 보장하기 위해 먼 길을 왔습니다. 서로 다른 환경 조건은 배터리의 열화 속도에 심각한 영향을 미칠 수 있으며 우리는 세계 각지의 기후가 동일하지 않다는 것을 알고 있습니다.

‍

결국, 많은 소비자, 생산자, 그리드 운영자 및 기타 사람들은 에너지 사용을 개선해야 한다는 압력에 지속적으로 직면하고 있습니다. 따라서 배터리의 에너지 소비를 관리하는 것이 그 어느 때보다 중요하며 이것이 바로 지능형 배터리가 잘하는 일입니다.

‍