실용량순간방전시험기와내부저항측정기능을동시에구현한고신뢰성을보유한휴대형배터리열화진단측정기! B-BEST 제안서 2014. 03 재신정보
순 서 1. 도입필요성및목적 2. BEST의사양과기능 3. BEST 장비의특징 4. 다양한축전지에적용가능한 BEST 장비 5. BEST 장비적용분야 6. 축전지검사및진단방법비교 7. BEST 장비의측정개념 8. BEST 장비의내부저항측정원리 9. 축전지의방전특성그래프 10. 축전지진단사례 11. 축전지의용량과내부저항증가와상관관계 12. 설치초기결함이있는축전지진단사례 13. VRLA 배터리의수명특성그래프 14. BEST 장비의실제측정, 진단시험 15. BEST 장비로온라인측정의안전성 16. BEST 장비도입현황및분포 17. 도입후기대효과
1. 도입필요성및목적 배터리는일반적으로 UPS 시스템, DC 전원공급기, 비상발전기, 비상펌프, 전산통신센터, 옥외플랜트지역에사용 됩니다. 또공장의공정플랜트, 전력회사, 발전소, 정부기관, 통신사, 병원, 금융회사등에두루사용되고있습니다., 배터리는정전시마지막백업시스템으로대부분사용되고있습니다. 그동안우리나라에서도축전지열화진단의중요성으로인해서휴대형배터리내부임피던스측정기, 온라인내부임피던스측정시스템등다양한방식으로축전지를진단해오고있지만아직도정전시축전지문제로인해서중요시스템이다운되는일들이종종발생되고있는것이현실입니다. 대표적인사례로서내부저항이높은배터리는나쁜배터리로예측이가능하지만내부저항이정상으로측정된배터리셀중에서정전이되었을경우, 급격히전압이다운되어전체시스템이다운되는일들이종종발생하고있다는것입니다. 그래서전통적으로증명이된실부하방전시험을통해서축전지의불량상태를판별하고자노력하고있지만, 이또한방전시험에따른위험성, 장시간시험, 야간방전시험에따른비용과다발생의문제를안고있습니다. B-BEST 는이러한문제점을해결하기위해서개발된장비로서운영중인중요시스템의다운없이온라인부동충전상태에서도실용량방전시험과동일한효과로서불량축전지를판별해낼수있습니다. B-BEST 도입용도! 배터리제조및복원후불량셀을찾기위함 UPS 배터리설치후불량셀을찾기위함 배터리실제수명을예측하기위함 배터리유지, 보수비용절감을위함 축전지의신뢰성을유지하기위함 온라인 BMS 설치전불량셀을찾아교체후온라인감시하면 BMS 운영효과극대화 54 셀기준 2 시간이내측정및진단완료가능! 1 년 1 회실시
2. BEST 의사양과기능 축전지를위한탁월한기능을가지고있는불량셀검사, 열화진단장비임. 부동전압측정 내부저항측정 1 초간순간방전측정 BEST 장비모델명 1) BEST 600np2 (1V, 2V) 10 A 600 2) BEST 2000np2 (1V, 2V) 50 A 2000 3) BEST 600npx2 (1V, 2V - 무극성측정지원 10 A 600 ( 주.1) 4) BEST 30mx12 (6V, 12V) 1 A 30 5) BEST 300npx12 (6V, 12V) - 무극성측정지원 10 A 300 ( 주.1) 6) BEST 500mx12 (6V, 12V) 50 A 500 7) BEST 300mx6 (4V, 6V) 10 A 300 ( 주.1) 무극성방전시험장치축전지의열화진단시, 전압검출프로브및방전프로브의극성에맞추어야하지만, BEST600npx2 와 BEST300npx12 모델에서는극성에상관없이단자부에접속시키는것만으로도진단이가능합니다. 나머지모델은역극성연결시경보음이울리며측정이되지않도록보호회로를내장하고있습니다.
3. BEST 장비의특징
4. 다양한축전지에적용가능한 BEST 장비 BEST 는다양한축전지형태에사용가능
5. BEST 장비적용분야 UPS 시스템, DC 전원공급기, 비상발전기, 비상펌프, IDC 센터, 병원, 정부기관, 군사, 전력회사, 통신회사, 금융회사, ESS, 공장유틸리티, 배터리재생산업등의축전지진단에적용가능.
6. 축전지검사및진단방법비교 구분 디지털멀티미터 내부저항측정기 실부하방전시험기 BEST 장비 부동충전전압측정 X 내부저항측정 X ( 주.1) X 셀간결선저항측정 X X X( 주.3) 기전력측정 X X X 극주부일부접합불량 X 극판부접합불량 X( 주.2) 배터리수명판별 X 전해액비중측정 X X X ( 주.4) 장비가격매우저렴저렴매우고가고가 진단서비스비용진단불가저렴매우고가고가 가능상황에따라다름불가능 주.1 내부저항측정시무변압기방식 UPS, 충전기등에서는노이즈로측정시오차가크게발생주.2 극판부의일부불량이생길경우내부저항은정상으로측정하나, 방전시불량으로판명됨주.3 축전지극주연결부위의셀간결선저항을검사하기위해서는마이크로저항측정기또는내부저항측정기로함. 주.4 연축전지일경우, 20 환산값으로축전지의비중을산출할수있음.
7. BEST 장비의측정개념 일정한방전전류가 0.5초동안진행된후방전전압과다시 0.5초후회복전압이자동적으로측정됨. 방전전류설정은셀용량에따라쉽게선택할수있음. 실방전전류를흘리기위한반도체소자부하적용 각셀마다 121포인트셀전압을 1초동안자동으로측정 측정된데이터는 USB 케이블로간단하게 PC로전송 축전지기대수명분석과불량셀은다양한그래프데이터로쉽게판별가능함.
8. 축전지내부저항등가회로 금속부분 전해액 부분
9. 축전지의용량과내부저항증가와상관관계 - IEEE1188-2005 기준 IEEE1188-2005 기준권고사항 용량 기대수명이절반을넘어서면축전지의용량은급격저하 인력점검한계영역 내부저항과용량과의상관관계 용량 내부저항 사용기간이증가되면내부저항 ( 임피던스 ) 이증가 20% 증가 : 용량저하시점 30% ~ 50% 증가 : 용량이 80% 로저하 정밀점검, 방전시험권고시점, 100% 증가시교체권고 기대수명 정밀점검 : 방전시험필요
10. 축전지의용량과내부저항증가와상관관계
11. BEST 장비의내부저항측정원리
12. 축전지의방전특성그래프 본그래프는 BEST 장비로셀이방전될때기본적인특성그래프임. 20 포인트의각 50ms 마다방전전압이자동적으로보여짐.
13. 축전지진단사례 - 1 본그래프는수명주기가초과한축전지의측정사례임. 방전특성이정상적이므로계속하여더사용가능함. 축전지교체시기연기및비용감소
13. 축전지진단사례 - 2 VRLA 배터리가내부저항이초기값대비 2 배증가되면수명이다됨. 모든셀의내부저항이정상적 (2 배이하 ) 이기때문에모든셀을교체할필요가없음.
14. 설치초기결함이있는축전지진단사례 - 1 설치초기결함이있는셀은사용후 8 개월내에발견될수있음. 결함이있는셀을초기설치후운영단계에서교체함으로써신뢰도가향상됨
14. 설치초기결함이있는축전지진단사례 - 2 42 번셀과같은결합이있는셀은내부저항측정기만으로진단할경우에는정상으로측정되어결함을판별할수없음. 방전검사는간단한회로단락으로야기된축전지의결함을초기단계에서찾기위해서극히효과적인수단임. 결함이있는축전지가내부저항이정상으로측정되고있음.
14. 설치초기결함이있는축전지진단사례 - 3 (12-1) 에서초기설치결함이있는 42 번셀의내부축전지극판이불량난사진 용접에결함이생긴사진 내부회로가벼운단락 (short - circuit) 추정됨.
14. 설치초기결함이있는축전지진단사례 - 4 (-) 극주부분의부식
14. 설치초기결함이있는축전지진단사례 - 5 결함이있는극주 결함이있는용접부분
15. VRLA 배터리의수명특성그래프 설치후초기 5 년까지는셀에큰변화특징이없음. 500ms 에서방전전압이 BEST 장비에의해측정될때일반적으로 2 볼트를초과하며, 배터리에결함이있는셀이있다면, 방전전압은 1.95 볼트이하로떨어질것임. 이경우에결함이있는배터리의교체는시스템전체의신뢰도유지에좋음
16. BEST 장비의실제측정, 진단시험 아래사진은실제측정, 진단하는모습임. 총 54셀이직렬로연결되어 DC 충전기전원공급기로사용되어지고있음. 각셀의용량은 200Ah 임. BEST 장비에서실제시험은보고서를보이게하는데걸리는시간까지합해서 2~3시간에완료됨. ( 주. 축전지연결볼트의풀림정도즉, 결선저항측정은마이크로저항측정기가효과적임 )
17. BEST 장비로온라인측정의안전성 1) 방전장치의안전성 -BEST 기기에서는각셀마다방전을하며, 셀의단자 - 전압강하는약 0.3V 정도됨. - 이유는부하에걸리는총전압이 138 볼트로제어되기때문이며, 0.3V 전압강하는부하장비에어떠한악영향을주지않음. 2) 실제시험시안전성 - 실제시험을수행하기위해서는전압측정선이셀의극주에각각접속되어짐. - 다음으로방전케이블이방전용전류프로브를같은단자부에밀착함.( 표시한부분 ) - 극주역접속시에는경보음이나며, 장비내부에보호회로를가지고있어안전함. 3) 축전지셀에대한영향 - 큰내부저항이있는셀이면, 전류는적어지고, 방전은순간적으로종료될것임. - 셀시험을 1 만셀정도한결과, BEST 장비시험방전으로셀단선을야기한어떠한시험보고서도없어, 안전함.
18. BEST 장비판매현황및고객분포 고객 판매수량 120 m12 600 m2 60 mx12 120 mx12 300 mx6 진단장치모델 600 mx2 2000 mx2 2013 년까지일본국내및해외현황 관공서 33 2 1 0 2 1 2 0 5 23 0 0 전력회사 135 5 4 2 3 1 67 2 46 6 0 0 UPS 메이커 57 1 2 4 22 0 26 0 0 0 0 0 축전지메이커 22 7 11 0 1 0 2 0 1 0 0 0 일반고객 72 0 10 0 13 4 11 1 8 2 0 0 통신회사 7 0 0 0 1 0 3 1 0 0 0 0 철도관련 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 도로관련 27 0 0 0 12 0 1 0 11 0 0 0 해외 29 5 0 0 5 0 2 1 0 0 5 1 합계 383 24 27 6 64 5 119 7 85 37 8 1 600 np2 600 npx2 300 np2 500 mx12 1. 전력회사 : 동경전력, 중부전력, 동북전력, 관서전력, 호카이도전력, 도시바전기, 2.UPS 메이커 : 히타찌, 미쓰비시, 람다, 메이덴샤, 도시바, 도덴코교, 쇼덴사, 산켄덴세츠서비스, 3. 축전지메이커 : GS- 유아사, 후루가와, 신고베, 히타찌, 4. 통신회사 : 중부통신, NTT 도꼬모, 5. 철도, 도로 : 고속도로, 일본철도, 6. 반도체공장 : 대만 TSMC, 도시바, 7. 철강회사 : 미쓰비시, 신일본제철, 8. 화학공장 : 미쓰이,
19. 도입후기대효과 제조, 복원분야 제조후및복원전, 후불량축전지발견으로불량축전지납품예방 축전지극판단락상태와일부셀극판용접불량시에도셀의불량상태를판별가능함 방전시험에따른시간절감및에너지절감 UPS, 충전기, ESS 분야 운반, 설치후불량셀만찾아교체함으로써전체셀교체비용절감및전체셀수명일괄확보 축전지실용량방전시험으로축전지의실수명예측가능 ( 년 1 회실시 ) 방전시험을대체함으로써위험성저감, 비용절감, 신뢰성확보가능 온라인 BMS 분야 온라인 BMS 시스템설치전, 극판불량셀을찾아교체한후온라인 BMS 로감시하면시스템신뢰성및축전지수명기한확보및추가사용가능
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