원격 모니터링 장치는 고유한 작동 조건과 작동 요구 사항으로 인해 고성능 배터리가 필요합니다. 이러한 장치에는 장기간의 무정전 전원이 필요한 경우가 많으며 때로는 1년 이상 지속되는 경우도 있습니다. 리튬 이온 배터리는 고전압, 컴팩트한 크기, 경량 특성, 뛰어난 에너지 밀도, 메모리 효과 부족, 환경 친화성, 최소 자체 방전 및 긴 수명으로 인해 널리 선호됩니다. 니켈수소 배터리에 비해리튬 이온 배터리30~40% 더 가볍고, 60% 더 높은 에너지 비율을 자랑합니다.
그러나 리튬 배터리에는 주로 두 가지 주요 측면과 관련하여 상당한 단점이 있습니다.
안전
리튬 배터리는 안전 문제와 관련이 있으며 때로는 폭발 및 기타 결함으로 이어집니다. 특히, 양극 소재로 많이 사용되는 리튬코발트산화물 배터리는 고전류 방전 시 안전성이 떨어진다. 또한 거의 모든 유형의 리튬 배터리는 과충전 또는 과방전 시 회복 불가능한 손상을 입습니다. 리튬 배터리는 온도에 매우 민감합니다. 고온에서는 전해액 분해, 연소 또는 폭발이 발생하고, 저온에서는 성능이 저하되어 장치 기능에 영향을 미칩니다. 제조상의 차이로 인해 각 배터리 셀의 내부 저항과 용량이 다릅니다. 여러 셀을 직렬로 연결하면 충전 및 방전 속도가 일관되지 않아 전체 배터리 용량 활용도가 감소합니다. 결과적으로 리튬 배터리에는 일반적으로 상태를 모니터링하고 사용량을 효과적으로 관리하기 위한 특수 보호 시스템이 필요합니다.
유지 관리성
용량 유지율이 낮고 저온에서 배터리 수준을 예측하기 어렵기 때문에 리튬 배터리로 구동되는 장치의 유지 관리성이 저하됩니다. 장기간 온라인 장비를 사용하려면 원격지에서 정기적인 배터리 교체가 필요하므로 상당한 인건비와 높은 비용이 발생합니다. 유지 관리 부담을 완화하고 비용을 절감하려면 배터리 관리 시스템이 충전 상태를 정확하게 예측하여 시기적절하고 목적에 맞는 배터리 교체가 가능해야 합니다. 또한 유지 관리 빈도를 줄이고 배터리 수명을 연장하려면 배터리 관리 시스템의 낮은 자체 전력 소비가 필수적입니다. 따라서 장기간 전원 공급이 필요한 원격 모니터링 장비의 경우 잘 설계된 배터리 관리 시스템은 장치 유지 관리에 중요한 역할을 합니다.
그러나 원격 모니터링 장비의 작동 특성을 리튬 배터리의 고유 특성과 일치시키는 것은 상당한 과제를 안겨줍니다. 이러한 복잡성을 야기하는 여러 가지 요인은 다음과 같습니다.
첫째로, 원격 모니터링 장비는 일반적으로 전력을 절약하기 위해 휴면 기간과 절전 모드 해제 기간을 번갈아 가며 사용합니다. 작동 전류는 동적으로 변화하며 깨우기 단계에서는 절전 상태보다 훨씬 더 높은 전류 수준을 요구하지만 이러한 깨우기 단계는 훨씬 더 짧습니다.
둘째, 리튬 배터리 방전 곡선은 매우 평평하며 대부분의 에너지가 3.6V 전압 레벨 위에 집중되어 있습니다. 결과적으로 원격 장비는 배터리 전압에 의존하여 배터리 부족 경고를 제공할 수 없습니다.
마지막으로, 리튬 배터리 자체 방전율은 온도 변화에 따라 크게 변동됩니다. 야외에서 작동하는 기기는 극한의 온도 조건에 노출되어 정확한 배터리 잔량 예측이 더욱 복잡해집니다. 기존 배터리 관리 시스템은 이러한 기능 및 성능 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
결론적으로, 고유한 작동 특성과 리튬 배터리가 제시하는 과제를 고려할 때 원격 모니터링 장비의 특정 요구 사항을 충족하도록 맞춤화된 배터리 관리 시스템을 개발하는 것은 여전히 어려운 작업입니다.
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