배터리 관련 용어 정리

- Lead - Acid Battery : 납 축전지. 납과 황산을 이용한 이차 전지
- NiMHNiMH (Nickel Metal Hydride Battery) : 니켈 수소 배터리
* Li -Ion (Lithium - Ion) : 방전 과정에서 리튬 이온이 음극 -> 양극으로, 충전 과정에서 양극 -> 음극으로 이동

- Cell : 배터리의 가장 기초적인 요소 (리튬 이온의 경우 3~4V 공급)
- Block : Cell들이 병렬로 연결된 형태 (마찬가지로 3~4V 공급)
- Battery : Cell 혹은 Block들이 직렬로 연결된 형태. 단일 물리적 모듈을 구성하여 더 높은 전압을 공급
- Pack(Battery Pack) : Battery들이 직렬 혹은 병렬로 연결된 형태

- Calendar Life : 시간경과에 따른 자연스러운 노화 현상
Cell이 4.0V 이상의 전압에서 완전히 충전될 때 발생하는 화학적 과정이 원인

- 다수의 Li-Ion Chemistryemfdms Cathod의 구성에 따라 명칭이 부여된다 -> 각자의 Chemistry에 따라 각 Cell들의 Nominal Voltage(공칭 전압), Nominal Energy(공칭 에너지), Power Density가 다름
Ex) LiFePO4 and Li2FePO4F : Nano-phosphate(인산염)/Lithium-Iron-Phosphate/Lithium-Ferro(철을 함유했다는 뜻)-Phosphate

- 공칭 전압(Nominal Voltage) : 배터리 셀의 정격 전압. 선로의 이상적인 전압값, 전선로를 대표하는 선간 전압
- 공칭 에너지(Nominal Energy) : 공칭 용량의 방전 곡선을 적분한 값. 즉 공칭 용량 방전 곡선의 면적
- 공칭 용량 (Nominal Capacity) : 상온(25도)에서 약 0.5도의 방전률로 상한 전압부터 하한 전압까지 방전했을 때의 용량
-> 상한/하한 전압(Upper/Lower Cutoff Voltage) : 배터리의 과충전 및 과방전 방지를 위해 설정하는 값. 일부 전자기기 (핸드폰)들은 배터리가 하한 전압 아래로 떨어지먼 종료된다

- SOA(Safe Operating Area) : 전압, 전류, 온도로 정의된 안전한 작동 영역
안전온도, 전압 등은 Cell의 Chemistry와 제조사에 따라 다르다
Li-Ion의 SOA는 전류, 전압, 온도에 따라 다르다 -> 안전 온도 초과 시 Thermal Runaway(열 폭주) 현상 발생

- IR Compensate : Vcc -> GND 사이의 임피던스 저항 성분으로 인해 전압이 강하되는 현상. 전류가 너무 높을 경우 사용

- Current Collector (전류 집전 장치) : 양극과 음극에서 전자를 외부로 전달하기 위해 사용, 전지 외부에서 전자를 받아 전극 내부로 전달함. 전극 극판의 형상을 위한 중요 재료

- Polarization Potential : 저항과 Cell의 전류(IR Drop)으로 인해 발생하는 전압 강하

- SOC (State Of Charge) : 충전 비율(%). 배터리 내부의 Cell은 각자의 SOC가 있고 배터리도 자체의 SOC가 있다
- SOH (State Of Health) : 배터리의 잔존 수명 및 현재 성능 상태를 알려주는 지표. 배터리의 최초 성능 대비 현재 배터리가 가진 성능 수준을 나타냄
보통 Li-Ion 배터리는 4.2V가 만충, 2.5V가 만방 상태이며 1C로 방전하여 측정함
배터리는 사용할 수록 내부 저항이 증가하여 용량이 열화(절연체가 내/외부적 영향에 따라 화학적 및 물리적 성질이 나빠지는 현상)되는데, SOH는 그 열화량을 나타내는 지표 역할
- DOD (Depth Of Discharge) : 제거된 Charge의 비율. amp-hour(Ah)로 표현됨

Ex) Nominal보다 큰 용량을 갖는 Cell에서 (Nonimal Capacity : 100Ah, 실제 Capacity : 105Ah) Nominal Capacity만큼의 Charge(100Ah)가 나갔을 경우
SOC : 0%, DOD : 100Ah or 100%. 여기서 나머지 Charge를 모두 추출할 경우 %로 나타내는 SOC와 DOD는 0, 100%에서 변화하지 않음. 하지만 Ah 표현은 100Ah -> 105Ah로 변함
* SOC와 DOD는 단순히 Inverse 관계가 아님 Ex) 용량이 100-> 50Ah로 감소했을 경우 SOC는 여전히 0~100%이나 DOD는 0~50Ah로 변화
* Cell 혹은 Battery의 실제 용량은 완전히 방전됐을 때의 DOD와 같음

- OCV (Open Circuit Voltage) : 배터리에 아무것도 연결하지 않은 상태에서 배터리에 걸리는 기전력. SOC에 따라 변함 (비례)
0.1C의 작은 전류로 충/방전을 반복하며 얻은 전압 곡선의 평균 값
* 기전력 : 단위전하 당 한 일. 낮은 Potential에서 높은 Potential으로 단위 전하를 이동시키는데 필요한 일
전류(전기에너지)를 발생시키고 지속적으로 흐르게 하는 원동력. 전압과 같은 의미로 사용됨

- C(Coulomb) : 전류 1A가 1초 동안 흘렀을 때 이동한 전하의 양. 즉 단위시간 당 전하의 양
C는 6.02 x 10^23개의 전자 수를 의미

- C(Current)-Rate : 배터리를 충전 또는 방전시키는 속도를 나타내는 값. 충/방전율 이라고도 함. 단위 C(Capacity)
충방전 전류(A)를 배터리의 정격 용량 값(Ah)으로 나눈 값. 표준값은 1C
C - Rate = [충/방전 전류(A)] / 배터리 혹은 전지의 정격 용량(Ah)
C-Rate 값을 통해 배터리의 충전 시간을 짐작할 수 있음 Ex) 10C로 충전 가능 : 배터리 용량 대비 10배 용량의 전률호 충전 가능
또한 제품 성능의 한계를 예측할 수 있음 Ex) 방전 C-Rate가 100C인 경우 배터리가 자기 용량의 100배까지 전류를 공급할 수 있다는 뜻 -> 100배 전류공급이 필요한 동작 수행 가능. 단 방전이 빨리 됨
방전률 : 배터리 정격 용량 대비 부하에서 얼마나 전류를 소모하는가의 비율. 높을수록 방전 시간이 빨라짐
충전률 : 배터리 정격 용량 대비 충전 전류에 대한 비율. 높을수록 완충까지의 시간이 빨라짐

- PCS (Power Conversion System) :  전력을 배터리에 저장 또는 방출하기 위해 전기의 특성(DC<->AC)을 변환해주는 시스템
ESS를 통해 배터리에 저장할 수 있는 전기는 DC 형태이나 일반 전자기기를 통해 공급받을 수 있는 전기는 AC 형태
PCS는 AC - DC를 양방향으로 전환시켜 에너지의 충전과 송전을 모두 가능하게 함
이외에도 ESS의 유효/무효 전력 등 전기 품질을 제어하고 전압과 운전 상태를 감시하는 감시-제어 기능의 역할을 하며 정전이 일어날 경우
전력 계통을 보호하는 계통 연계 보호 기능과 전원이 없는 경우에도 배터리를 활용하여 운전할 수 있게 해주는 독립 운전 기능 또한 함께 수행함