다양한 종류의 충전식 배터리가 우리 생활에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 모든 휴대용 전자 기기와 전기 장비에는 배터리 팩이 있습니다. 배터리 상태 모니터링은 최종 사용자에게 필수적이며 유용합니다.
배터리 잔량, 즉 배터리가 얼마나 오랫동안 정상적으로 작동하는지 확인하는 방법은 무엇일까요? 배터리 잔량을 측정하는 세 가지 알고리즘이 있습니다. "전압-용량-곡선 조회", "전류-축적", "임피던스-추적" 방식입니다.
먼저, "전압-용량-곡선 조회" 방법을 살펴보겠습니다. 이하 VCL이라고 합니다. 이 알고리즘은 세 가지 방식 모두에서 가장 간단한 기술입니다. VCL은 배터리 단자 전압을 모니터링하고 측정값을 내장된 고정 전압-용량 표와 비교하여 상대적인 잔여 용량 상태를 보여줍니다. 화학 배터리 유형에 따라 전압-용량 곡선이 다릅니다. 또한, 동일한 배터리 팩이라 하더라도 방전 전류가 높거나 낮을 때 이 곡선은 달라집니다. 따라서 이 방법이 대략적인 결과만 제공하는 이유를 쉽게 이해할 수 있습니다. 일반적으로 VCL 배터리 모니터링 제품은 10%~20%의 상대적인 잔여 용량 허용 오차를 갖습니다.
예를 들어, BG1-XXXX가 여기에 인용되었습니다. 파란색 주제 단어를 두 번 클릭하면 이 배터리 측정기 또는 표시기에 대한 자세한 데이터를 볼 수 있습니다.
H BG1-XXX 시리즈 배터리 미터(배터리 연료 게이지)
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특징 |
| 3.6V~48V 리튬이온/폴리머, NiMH 또는 납산 배터리 팩에 맞게 설계되었습니다. | |
| 5개 세그먼트 LED 표시기, 10% 용량 분해능. | |
| MCU 칩이 내장되어 있어 배터리 용량을 정확하게 측정합니다. | |
| 매우 얇은 크기: 42x22x5 mm, 쉽게 고정: 자체 접착 바닥 시트. | |
| 역극성 보호. | |
| 1~10시리즈 리튬이온/폴리머 배터리팩용 HBG1-LX (X=1~10) | |
| 3.6V~48V NIMH 배터리 팩용 HBG1-NXX (XX=3~40) | |
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6V~48V 납산 배터리용 HBG1-AXX (XX=6~48). |
이 유형의 배터리 모니터링 표시기의 장점은 간단하면서도 비용이 저렴하다는 것입니다. 10%~20%의 정확도 수준으로 요구 사항을 충족할 수 있다면 VCL을 권장합니다.
둘째, "전류 누적" 알고리즘(이하 CA라고 함)을 소개합니다. 이 방법은 "쿨롱 계산기" 또는 "전류 적분"이라고도 합니다. CA 기능이 있는 배터리 모니터는 전류 누적기를 사용하여 배터리의 잔여 용량을 추적합니다. CA 방식은 배터리로 유입되고 유출되는 전류의 순 누적 총량을 유지합니다. 일반적으로 이러한 장치에는 두 개의 레지스터가 사용되는데, 하나는 충전 전류만 누적하는 레지스터이고 다른 하나는 방전 전류를 누적하는 레지스터입니다. CA 기능을 사용하면 배터리 모니터는 상대적인 잔여 용량뿐만 아니라 절대 용량(Ah 또는 mAh)도 측정합니다. "전압-용량-곡선 조회" 방식과 비교할 때, CA 알고리즘은 정확도가 더 높지만(일반적으로 ±5%까지 가능), 추가 전류 센서가 필요하므로 배선 설치가 더 복잡해집니다.
Green Digital Power-Tech의 BG2-XXXX 배터리 측정기와 BG3-XXXX 배터리 모니터는 모두 이 방법을 사용합니다. 아래 표는 간략한 소개입니다.
HBG2-XXX-X 디지털 배터리 모니터 미터
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특징 |
| 6.4V~48V 리튬이온/폴리머, LiFePo4, NiMH, NiCd 또는 납산 배터리용으로 설계되었습니다. | |
| 디지털 디스플레이로 전압/전류 및 용량을 쉽게 모니터링할 수 있습니다. | |
| AVR 칩이 내장되어 있어 배터리 매개변수를 정확하게 측정합니다. | |
| 간편한 설치: M3 구멍 4개가 제공됩니다. | |
| 입력 역극성 보호. | |
| 허용 최대 전류: 5A, 10A, 18A 또는 28A(마지막 접미사 번호로 선택) | |
| 보드에 ON/OFF 제어 커넥터가 있습니다. | |
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크기: LxWxT=98x35x25mm |
HBG-3-XXX 시리즈 배터리 게이지 표시기(LCD 디스플레이)
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특징 |
| 6V~48V 리튬이온/폴리머, NiMH, 납산 배터리 팩에 맞게 설계되었습니다. | |
| 저렴한 LCD 디스플레이 패널, 모든 배터리 매개변수를 쉽게 읽을 수 있습니다. | |
| AVR MCU 칩이 내장되어 있어 배터리 전압, 전류, 연료 용량을 정확하게 측정합니다. | |
| 표준 산업용 미터 케이스로 쉽게 장착 및 고정이 가능합니다. | |
| 역극성 보호. | |
| 전류 센서와 온도 센서가 제공됩니다. | |
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세 번째 알고리즘은 임피던스 트랙™(IT) 기술입니다. 이 방식은 텍사스 인스트루먼트(TI)의 상표입니다. TI는 이 알고리즘이 전압-용량-곡선 조회(VCC) 및 전류-축적 방식보다 더 정밀하다고 주장했습니다. 관심이 있으시면 TI 웹사이트를 방문하여 이 기술에 대한 자세한 내용을 확인하실 수 있습니다.
배터리 팩의 잔량을 표시하는 방법은 세 가지가 있습니다. 간단한 방법은 BG1-XXXX 배터리 표시기와 같은 LED 디스플레이를 사용하는 것입니다. 보기에는 좋지만 약간 비싼 방법은 BG2-XXXX 배터리 모니터(또는 배터리 미터라고도 함)와 같은 LCD 디스플레이 패널을 사용하는 것입니다. 기기에 SMBus 통신 포트가 있는 경우, BMS-Lxx는 이 프로토콜을 사용하여 모든 배터리 미터를 사용자 기기로 전송할 수 있습니다.