하나의 셀이나 블록이 악화되기 시작하더라도 배터리 스트링은 정상으로 보일 수 있습니다. 이것이 의 주요 차이점입니다 셀 수준 배터리 모니터링 과 스트링 수준 배터리 모니터링 . 하나는 각 배터리의 상태를 표시하고 다른 하나는 전체 스트링의 결합된 동작을 표시합니다.
두 수준의 모니터링 모두 유용한 정보를 제공하지만 유지 관리 질문에 대한 대답은 다릅니다. 이 가이드에서는 각 접근 방식이 무엇을 측정하는지, 어떤 결함이 드러날 수 있는지, 그리고 UPS 시스템, 변전소, 통신 사이트, 운송 네트워크 및 산업에 중요한 전력 애플리케이션에 적합한 모니터링 아키텍처를 선택하는 방법을 설명합니다.
DFUN 셀 레벨 배터리 모니터링 시스템
스트링 레벨 배터리 모니터링이란 무엇입니까?
스트링 수준 배터리 모니터링은 직렬로 연결된 전체 배터리 스트링의 전기적 동작을 측정합니다. 시스템 설계에 따라 다음을 모니터링할 수 있습니다.
총 스트링 전압
충전 및 방전 전류
부동 전류
리플 전류 및 리플 전압
주변 온도 및 습도
절연 또는 누출 조건
방전 기간 및 문자열 수준 이벤트
이 정보는 운영자가 충전기와 배터리 스트링이 예상 범위 내에서 작동하는지 여부를 판단하는 데 도움이 됩니다. 비정상적인 총 전압, 예상치 못한 방전, 과도한 전류, 충전기 문제 또는 병렬 스트링과 전류를 올바르게 공유하지 않는 스트링 등의 조건을 식별할 수 있습니다.
그러나 문자열 수준 모니터링에서는 일반적으로 어떤 개별 배터리가 변경을 유발했는지 식별하지 않습니다. 기술자는 스트링에 문제가 있다는 것을 알지만 영향을 받은 셀이나 블록을 찾으려면 여전히 수동 측정이 필요할 수 있습니다.
셀 수준 배터리 모니터링이란 무엇입니까?
셀 수준 배터리 모니터링은 각 셀 또는 배터리 블록에 대해 개별 센서 또는 측정 채널을 사용합니다. 배터리 화학 및 선택한 용액에 따라 시스템은 다음을 기록할 수 있습니다.
개별 셀 또는 블록 전압
내부 저항 또는 임피던스
배터리 단자 온도
연결 또는 셀 간 저항
지원되는 침수형 배터리의 전해질 수준
누출 조건
스트링 내 다른 배터리와의 과거 추세 및 편차
전체 문자열에 대해 하나의 값만 표시하는 대신 셀 수준 배터리 모니터링 시스템은 모든 배터리의 작동 방식을 보여줍니다. 이를 통해 약한 셀, 비정상적인 온도, 저항 상승, 전압 불균형 또는 연결 문제가 스트링 수준에서 가시화되기 전에 이를 더 쉽게 식별할 수 있습니다.
개별 고정 배터리에 설치된 DFUN 셀 수준 배터리 센서
정상적인 스트링 전압이 약한 배터리를 숨길 수 있는 이유
직렬 연결된 배터리 스트링에서 총 전압은 모든 개별 배터리 전압의 합입니다. 하나의 배터리에 비정상적인 전압이 있는 경우 다른 배터리와 충전기가 일시적으로 보상하여 총 스트링 전압을 허용 가능한 범위 내에 유지할 수 있습니다.
예를 들어, 개별 블록이 서로 다른 전압에서 작동하는 동안 충전기는 예상되는 전체 부동 전압을 유지할 수 있습니다. 한 배터리는 과소충전된 반면 다른 배터리는 더 높은 부동 전압에 노출될 수 있습니다. 전체 문자열 읽기만으로는 이 분포를 표시하지 않습니다.
퇴원 중에도 동일한 제한이 특히 중요해집니다. 가장 약한 배터리는 나머지 스트링보다 먼저 저전압 상태에 도달할 수 있으므로 평균 배터리가 여전히 건강해 보이더라도 전체 배터리 뱅크의 사용 가능한 성능이 제한됩니다.
정상적인 총 스트링 전압으로 인해 숨겨진 약한 개별 배터리
셀 수준 및 스트링 수준 배터리 모니터링
측정 분해능
문자열 수준 모니터링은 전체 문자열에 대한 하나의 결합된 보기를 제공합니다. 셀 수준 모니터링은 모니터링되는 모든 셀 또는 블록에 대한 별도의 보기를 제공합니다.
결함 감지
스트링 수준 모니터링은 전반적인 전압, 전류, 방전, 충전 및 환경 이상을 감지할 수 있습니다. 셀 수준 모니터링을 통해 전압 편차, 저항 증가, 국부적인 온도 상승 등 개별 배터리 간의 차이를 추가로 확인할 수 있습니다.
결함 위치
문자열 수준 경보는 추가 조사가 필요함을 나타냅니다. 셀 수준 경보는 영향을 받은 사이트, 스트링 및 배터리 위치를 식별하여 유지 관리 팀이 문제를 더 빨리 찾을 수 있도록 돕습니다.
역사적 분석
스트링 추세는 전체 배터리 뱅크가 시간에 따라 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 셀 수준 추세를 통해 운영자는 하나의 배터리를 기준선 및 동일한 스트링의 인접 배터리와 비교할 수 있습니다.
설치 및 데이터 요구 사항
스트링 레벨 시스템에는 일반적으로 더 적은 수의 측정 지점, 배선 및 저장된 데이터가 필요합니다. 셀 수준 시스템에는 추가 센서, 설치 작업, 주소 지정, 통신 및 데이터 관리가 필요하지만 보다 자세한 진단 정보를 제공합니다.
가장 적합한 애플리케이션
스트링 수준 모니터링은 기본 감독 또는 위험이 낮은 설치에 적합할 수 있습니다. 셀 수준 모니터링은 하나의 배터리 오류가 서비스 연속성, 안전 또는 비상 대응에 영향을 미칠 수 있는 중요 또는 원격 애플리케이션에 더 적합합니다.
각 모니터링 수준에서 어떤 문제를 감지할 수 있습니까?
문자열 수준에서 볼 수 있는 문제
비정상적인 총 스트링 전압
예상치 못한 충전 또는 방전 전류
하나의 완전한 배터리 스트링 손실
병렬 스트링 간의 전류 공유가 고르지 않음
과도한 리플 전류 또는 전압
비정상적인 실내 온도 또는 습도
스트링 방전 이벤트 및 기간
세포 수준에서 문제를 더 잘 식별
비정상적인 부동 전압이 있는 셀 또는 블록 1개
내부 저항 또는 임피던스 증가
주변 배터리보다 발열이 많은 배터리
스트링 내 전압 불균형
방전 중 배터리가 조기에 저전압에 도달하는 약한 배터리
연결이 느슨하거나 악화됨
개별 배터리 센서와의 통신 끊김
단일 측정으로 배터리의 사용 가능한 용량이나 남은 서비스 수명을 증명할 수는 없습니다. 전압, 저항, 온도 및 전류는 과거 추세, 검사, 제조업체 권장 사항 및 적절한 용량 테스트와 함께 평가되어야 합니다.
중요 전력 시스템에 일반적으로 두 가지 레벨이 모두 필요한 이유
셀 수준 및 문자열 수준 모니터링을 경쟁 기술로 취급해서는 안 됩니다. 완전한 고정형 배터리 모니터링 아키텍처는 일반적으로 이를 결합합니다.
개별 센서는 배터리 수준의 전압, 저항 및 온도를 측정합니다. 스트링 장치는 총 전압과 전류를 측정합니다. 컨트롤러 또는 게이트웨이는 데이터를 수집하고, 경보 논리를 적용하고, 기록 기록을 저장하고, 정보를 로컬 인터페이스 또는 중앙 집중식 관리 플랫폼으로 전송합니다.
이 결합된 아키텍처를 통해 운영자는 두 가지 질문에 답할 수 있습니다.
배터리 시스템에 무슨 일이 일어나고 있나요? 스트링 레벨 전압 및 전류는 전반적인 작동 이벤트를 보여줍니다.
주의가 필요한 배터리는 무엇입니까? 셀 수준 데이터는 비정상적인 배터리와 그 추세를 식별합니다.
스트링 수준 및 개별 배터리 전압 데이터를 표시하는 DFUN BMS 대시보드
문자열 수준 모니터링은 언제 적절한가요?
다음과 같은 경우 문자열 수준 모니터링을 고려할 수 있습니다.
배터리 설치가 작고 수동으로 점검하기 쉽습니다.
보호된 부하는 고장의 결과가 더 낮습니다.
주요 요구 사항은 충전, 방전 및 전반적인 스트링 상태를 감지하는 것입니다.
숙련된 인력이 개별 배터리 측정을 자주 수행할 수 있습니다.
프로젝트는 향후 확장을 위해 정의된 계획이 포함된 초기 모니터링 단계입니다.
이러한 애플리케이션에서도 주기적인 셀 또는 블록 측정은 여전히 필요합니다. 스트링 모니터링은 스트링의 모든 배터리가 정상이라는 확인으로 해석되어서는 안 됩니다.
셀 수준 배터리 모니터링은 언제 권장됩니까?
세포 수준 모니터링은 다음과 같은 경우에 특히 유용합니다.
배터리는 데이터 센터, 변전소, 통신 네트워크, 철도, 공항, 병원, 석유 및 가스 시설 또는 기타 중요한 부하를 지원합니다.
설치에는 긴 문자열 또는 여러 개의 병렬 문자열이 포함되어 있습니다.
사이트가 무인이거나 원격이거나 방문 비용이 많이 듭니다.
유지 관리 팀은 알람과 관련된 정확한 배터리를 식별해야 합니다.
상태 기반 유지 관리에는 기록 데이터가 필요합니다.
배터리 온도와 내부 저항 추세를 비교해야 합니다.
운영자는 여러 사이트에 걸쳐 중앙 집중식 모니터링이 필요합니다.
실제 또는 예정된 방전 중 배터리 성능을 기록해야 합니다.
셀 수준 모니터링의 가치는 배터리 설치의 중요성, 규모, 원격성 및 유지 관리 복잡성에 따라 증가합니다.
적용 사례
데이터 센터 및 UPS 시스템
스트링 전압 및 전류는 전체 충전 또는 방전 이벤트를 확인하는 반면, 셀 수준 데이터는 UPS 런타임에 영향을 미치기 전에 약한 12V 블록을 찾는 데 도움이 됩니다. DCIM 또는 네트워크 관리 플랫폼과 통합하면 경보 및 보고서를 중앙 집중화할 수 있습니다.
전력 유틸리티 및 변전소
변전소 DC 시스템에는 다수의 2V 납산 또는 1.2V Ni-Cd 셀이 포함될 수 있습니다. 셀 수준 모니터링은 뱅크 전체의 전압 및 온도 비교를 지원하고, 스트링 수준 전류 및 전압은 충전기 및 DC 시스템 동작을 보여줍니다.
통신
원격 48V 통신 사이트는 유지 관리 방문 비용이 많이 들기 때문에 셀 수준 오류 위치 파악의 이점을 누릴 수 있습니다. 스트링 측정은 충전 및 방전 이벤트에 대한 가시성을 제공하며, 중앙 집중식 소프트웨어는 팀이 주의가 필요한 사이트의 우선순위를 정하는 데 도움이 됩니다.
교통 및 산업시설
철도, 공항, 석유 및 가스, 제조 시설은 다중 분산 배터리 시스템을 운영할 수 있습니다. 두 수준을 결합하면 유지 관리 팀이 개별 배터리에 대한 가시성을 잃지 않고 시스템 전체의 이벤트를 관리하는 데 도움이 됩니다.
DFUN 셀 레벨 모니터링 시스템을 갖춘 고정식 배터리실
모니터링은 용량 테스트를 대체하지 않습니다
셀 수준 모니터링은 가시성을 향상시키지만 전체 배터리 뱅크의 사용 가능한 암페어시 용량을 직접 측정하지는 않습니다. 내부 저항 및 전압 추세는 조사가 필요한 배터리를 식별하는 데 도움이 될 수 있으며, 적절하게 수행된 방전 테스트는 정의된 조건에서 지정된 부하를 지원하는 배터리의 능력을 검증합니다.
중요한 애플리케이션의 경우 유지 관리 전략에는 지속적인 모니터링, 육안 검사, 연결 확인, 제조업체 지침 및 예약된 용량 확인이 결합되어야 합니다.
올바른 모니터링 아키텍처를 선택하는 방법
시스템을 선택하기 전에 다음 프로젝트 정보를 수집하십시오.
배터리 고장의 적용과 결과를 식별합니다.
배터리 화학, 공칭 전압, 용량 및 제조업체를 확인합니다.
각 문자열의 셀 또는 블록 수를 기록합니다.
문자열 수와 병렬 작동 여부를 기록합니다.
필수 셀 수준 및 문자열 수준 매개변수를 정의합니다.
알람 수신자와 필요한 응답 시간을 정의합니다.
Modbus, SNMP, MQTT 또는 IEC 61850과 같은 통합 요구 사항을 확인하세요.
시스템이 향후 확장을 지원해야 하는지 아니면 다중 사이트를 지원해야 하는지 결정합니다.
많은 중요한 전력 설비의 경우 가장 유용한 설계는 셀 수준 이나 스트링 수준 모니터링이 아닙니다. 두 가지를 모두 사용하는 통합 시스템입니다.
자주 묻는 질문
셀 수준 배터리 모니터링이 문자열 수준 모니터링보다 낫습니까?
셀 수준 모니터링은 보다 자세한 결함 감지 및 위치 파악을 제공하지만, 스트링 수준 전압 및 전류는 전반적인 배터리 작동을 이해하는 데 여전히 필수적입니다. 중요 시스템은 일반적으로 두 수준을 결합함으로써 이점을 얻습니다.
스트링 전압이 약한 배터리를 식별할 수 있습니까?
안정적이지 않습니다. 하나의 배터리에 이상이 있는 동안 총 스트링 전압이 예상 범위 내에 유지될 수 있습니다. 개별 전압, 저항, 온도 및 방전 추세는 약한 배터리를 찾는 데 더 유용한 정보를 제공합니다.
셀 수준 배터리 모니터링은 무엇을 측정하나요?
배터리 유형 및 시스템에 따라 개별 전압, 내부 저항 또는 임피던스, 온도, 연결 저항, 전해액 수준 및 누출 상태를 측정할 수 있습니다.
모든 배터리에는 자체 센서가 필요합니까?
많은 셀 수준 시스템은 각 셀 또는 블록에 대해 하나의 센서를 사용합니다. 다른 아키텍처에서는 다중 채널 측정 모듈을 사용할 수 있습니다. 올바른 설계는 배터리 전압, 화학적 성질, 배터리 수 및 필수 매개변수에 따라 달라집니다.
셀 수준 모니터링으로 정확한 배터리 런타임을 예측할 수 있나요?
모니터링되는 단일 매개변수는 정확한 런타임을 보장할 수 없습니다. 모니터링을 통해 작동 조건과 성능 저하 추세를 파악하고, 적절한 방전 테스트를 통해 가용 용량이나 런타임을 검증해야 합니다.
셀 수준 데이터를 SCADA 또는 DCIM과 통합할 수 있습니까?
예. 컨트롤러 또는 게이트웨이는 개별 배터리 및 스트링 데이터를 집계하고 지원되는 프로토콜을 통해 선택한 측정값 및 경보를 전송할 수 있습니다. 호환성과 필수 데이터 포인트 목록은 시스템 설계 중에 확인되어야 합니다.
DFUN으로 완벽한 배터리 모니터링 솔루션 구축
DFUN은 데이터 센터, 전력 유틸리티, 통신, 운송 및 산업 핵심 전력 시스템을 위한 셀 수준 및 스트링 수준 배터리 모니터링 솔루션을 제공합니다. 사용 가능한 구성은 개별 배터리 센서, 스트링 측정, 과거 추세, 구성 가능한 경보, 중앙 집중식 관리 및 일반적인 산업 프로토콜과의 통합을 지원합니다.
DFUN에 배터리 화학, 셀 또는 블록 전압, 배터리 수, 스트링 수 및 필수 통신 프로토콜을 보내십시오. 당사의 엔지니어링 팀은 귀하의 애플리케이션에 적합한 모니터링 아키텍처를 개발하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
