업계 최초의 소프트웨어 정의 배터리 랩으로 업계 선도
NI의 소프트웨어 정의 배터리 랩 솔루션은 테스트 산업을 파괴하고 있으며, EV 제조업체가 엔터프라이즈급의 개방형 소프트웨어, 모듈식 시스템, 전문가 서비스를 통해 대규모 배터리 테스트를 혁신할 수 있도록 지원합니다.
EV 배터리 테스트 접근 방식의 진화
EV 배터리 시장은 사용자를 위해 복잡성을 줄이고 워크플로 속도를 높이기 위해 더욱더 자동화에 박차를 가하고 있습니다. 더 뛰어난 배터리 설계에 대한 요구가 커지면서 엔지니어에게 연구개발, 생산, 제조 후 목표를 테스트할 수 있는 자동화된 솔루션이 필요해졌습니다. 데이터를 원활하게 관리하고 시장의 요구 사항을 충족하며 고객 성공을 지원하는 데 있어 소프트웨어는 점점 더 중요해지고 있습니다. 배터리 테스트 솔루션은 수동 테스트에서 자동화된 차세대 배터리 테스트 시스템으로 발전했습니다. 이 문서에서는 시간이 지남에 따라 달라진 테스트 요건에 맞춰 테스트 방법이 어떻게 진화했는지 설명합니다.
그림 1: 기능 측면에서 점점 더 자동화되고 정교해지고 있는 배터리 테스트 접근 방식
수동 테스트
수동 배터리 테스트는 오래 전부터 사용되었던 방법이지만 오늘날에도 여전히 사용됩니다. 배터리를 수동으로 테스트하려면 동일한 배터리를 사이클하기 위해 두 가지의 독립적인 테스트 설정이 필요합니다. 충전하려면 배터리를 DC 전원에 연결해야 하고 방전시키려면 배터리를 물리적 저항기에 연결해야 합니다. 또한 DMM, 릴레이, 트랜스듀서와 같은 여러 외부 장비가 측정에 필요하며 소싱과 로딩 간에 전환해야 합니다. 이러한 모든 계측기는 사용자가 수동으로 설정하고 컨트롤(시작/정지)하며 독립적으로 관리하고 기록해야 합니다.
그림 2: 배터리를 충전 및 방전하는 두 가지 독립적인 구성을 사용하는 수동 배터리 테스트 방법
전자 DC 전원 및 DC 로드
엔지니어가 흔히 활용하는 접근 방식은 전자 DC 전원과 DC 로드를 사용하여 자체 배터리 테스트 설정을 구축하는 것입니다. 이러한 유형의 범용 테스트 장비는 대부분의 전력 전자 랩에서 찾아 볼 수 있습니다. 이 접근 방식을 통해 전원과 로드 내에서 테스트 파라미터를 프로그래밍하여 테스트를 자동화할 수도 있습니다. 그러나 이러한 계측기는 여전히 별도로 컨트롤해야 하며 측정 데이터를 수집하기 위해 외부 장비도 필요합니다.
그림 3: DC 전원 배터리 테스트 설정에 연결된 DC 로드는 별도로 컨트롤되어 복잡성을 더함
자동화된 배터리 테스트 시스템
자동화된 배터리 테스트 시스템은 단일 제품 내에 고급 내장 자동화 도구와 향상된 측정 기능을 갖췄고 전자 DC 전원과 로드를 통합합니다. 이러한 테스트 시스템은 사용자 정의 엔지니어링에서 COTS (상용 기성품) 옵션까지 다양합니다. 이러한 시스템의 기술적 접근 방식, 기능, 제한 사항은 다양합니다.
그림 4: 단일 제품 내에서 DC 전원과 로드를 통합하는 자동화된 테스트 시스템
차세대 배터리 테스트 시스템
최신 배터리 테스트 시스템은 계속 발전하여 변화하는 기술과 비즈니스 요구 사항을 충족할 수 있는 새로운 기능을 제공합니다. 배터리 테스트 기술의 주요 동향에는 더 빠른 충전을 위한 더 높은 전압, 더 넓은 전력 범위, e-모빌리티의 실제 조건을 에뮬레이트할 수 있는 더 빨라진 응답 시간, 더 광범위한 채택으로 인해 늘어난 환경 테스트가 포함됩니다. 비즈니스 측면의 주요 동향으로는 배터리 비용 감소, 리튬과 대체재 사용 증가, 경쟁 심화와 시장 성장에 대응하기 위한 설계 주기 단축, 인력 확보 제약으로 인한 테스트 아웃소싱 증가 등이 있습니다.
그림 5: 차세대 배터리 테스트 시스템은 개방적이고 유연하며, 하드웨어와 소프트웨어가 쉽게 통합되어 전체 테스트 환경 컨트롤 가능
이러한 동향을 따라가기 위해 배터리 테스트 시스템은 이제 더 넓은 작동 범위 (특히, 전압 및 전력), 확장 가능하고 확대 가능한 전원을 갖춘 모듈식 설정, 여러 계층의 통합 안전 기능, 빠른 과도 응답 시간, 내장된 측정, 손쉬운 타사 제품과의 통합이 필요합니다. 올바른 테스트 솔루션을 선택하려면 현재와 미래의 기술과 사용자, 비즈니스에서 요구하는 부분을 해결할 수 있는 테스트 계획을 개발하는 것이 중요합니다. 테스트 계획의 중요한 요소에는 자동화 소프트웨어, 배터리 사이클러 하드웨어 그리고 챔버, 데이터 수집, 릴레이, I/O, 보조 로드 또는 소스를 비롯한 기타 외부 장비가 포함됩니다.
차세대 배터리 테스트 솔루션은 여러 프로그래밍 언어 또는 소프트웨어 개발 시간을 줄이고 복잡함을 완화하는 강력한 테스트 실행 시스템이 포함된 다양한 자동화 옵션을 제공합니다. 하드웨어의 경우, 배터리 사이클러는 정확하고 확장 가능하며 반복 가능한 테스트 결과를 얻을 수 있는 고급 하드웨어 성능이 필요합니다. 실제 설정을 에뮬레이션하려면 테스트 시스템의 전압과 전류 변환 또는 슬루율이 테스트 중인 배터리보다 빨라야 합니다. 사용자는 유연하고 확장 가능한 전력을 통해 새로운 인프라에 대한 투자 없이 아니면 최소한의 투자만으로 미래의 전력 요건을 충족할 수 있습니다. 또한 내장된 다층적 안전 조치로 안전 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
배터리 테스트에는 배터리 사이클링 이상의 작업이 필요합니다. 사용자에게는 종종 소프트웨어 통신 인터페이스, 온도 챔버 또는 DAQ 시스템과 같은 타사 도구와 쉽게 통합할 수 있는 유연성이 필요합니다. 타사 도구와 쉽게 통합되지 않기 때문에 테스트 기능이 제한되고 시간이 오래 걸리는 자동화 테스트 시스템이 많습니다. 배터리 테스트 시스템이 전체 테스트 환경에 접속하여 테스트 환경을 컨트롤하는 기능은 매우 중요합니다. 오늘날 데이터를 잘 활용하면 기업에서 비즈니스를 운영하는 방식을 혁신하고 제품을 더 빠르게 출시할 수 있습니다. 배터리를 효율적으로 테스트하고 성능을 검증하며 테스트를 확대하려면 엔지니어에게는 유연한 배터리 테스트 시스템과 소프트웨어 자동화 도구로 이루어진 연결된 에코시스템이 필요합니다.
차세대 배터리 테스트 시스템의 이점
- 시장 출시 기간 단축 및 엔지니어링 생산성 향상
- 자본 비용 (CapEx) 및 운영 비용 (OpEx) 감소
- 사용 오류 제거 및 반복 가능한 테스트 보장
- 안전 위험 감소
- 미래의 전력 수준에 대처할 수 있는 미래 경쟁력 확보
