확장하는 방법 로봇 배터리 Life. 지난 분기에 AMR 차량의 가동 시간이 98%를 기록했습니다. 이제 로봇은 20분 일찍 도킹하거나 작동 도중에 사망합니다. OEM을 탓하고 배터리 브랜드를 바꾸고 싶을 수도 있지만, 수백 건의 고장난 팩을 분석해 보면 핵심적인 사실이 드러납니다: 대부분의 '배터리 문제'는 결함이 아닌 충전 습관, 발열, 보관 습관으로 인해 발생합니다. AGV를 관리하든, 맞춤형 로버를 제작하든, 상업용 진공청소기를 운영하든, 화학은 거짓말을 하지 않습니다. 이 가이드에서는 다음과 같이 빠르게 성공할 수 있는 방법을 자세히 설명합니다. 지금 바로 런타임 확보 및 모범 사례 교체 전 더 많은 기간 확보.
카마다 파워 12V 50Ah 라이프포4 배터리
로봇의 배터리 수명은 두 가지를 의미할 수 있습니다:
'배터리 수명'은 서로 다른 두 가지 엔지니어링 개념의 줄임말로 혼동을 일으킬 수 있으므로 수정하기 전에 용어를 정의해 보겠습니다:
- 런타임: 로봇이 한 번 충전으로 작동하는 시간(예: "4시간 동안 작동합니다").
- 수명(주기 수명): 배터리가 교체가 필요할 정도로 성능이 저하되기까지 몇 개월 또는 몇 년 동안 지속되는지(예: "2년 동안 지속됨").
대부분의 운영자는 배터리를 조정하여 런타임을 수정하려고 하지만 기계적 문제(마찰, 무게)로 인해 런타임이 결정되는 경우가 많습니다. 하지만 수명은 대부분 화학적 문제입니다. 수명을 늘리려면 리튬 팩의 세 가지 적과 싸워야 합니다: 발열, 심방전, 고충전 상태에서의 장시간 보관.
1단계 - 배터리 유형 확인(규정이 변경되었으므로)
모든 팩을 똑같이 취급할 수는 없습니다. 지게차에 실린 견고한 LiFePO4 팩과 드론에 실린 파우치 팩은 다르게 작동합니다.
일반적인 로봇 배터리 유형(그리고 로봇이 싫어하는 것)
- 리튬 이온(NMC/NCA): 제조업체는 Teslas 및 대부분의 고급 진공청소기에서 이러한 표준 18650 또는 21700 원통형 셀을 사용합니다. 이 전지는 높은 에너지 밀도를 제공하지만 더위 싫어 및 100% 충전 근처에 장시간 앉아 있는 경우.
- LiFePO4(LFP): 많은 산업 디자인에서 선호되는 소재입니다. 무게는 더 무겁지만 안전성과 긴 수명을 제공합니다(종종 ~2,000주기 클래스국방부, 온도 및 충전/방전 속도에 따라 다름). 남용을 잘 견디지만 0°C / 32°F 이하에서 충전하는 것은 일반적인 제한 사항입니다. 팩에 가열 기능이 있거나 저온 충전을 위해 설계된 BMS 전략이 없는 경우.
- LiPo(리튬 폴리머): DIY 로봇 및 드론 제작자들이 주로 사용합니다. 이 부드러운 파우치 팩은 가벼운 파워를 제공하지만 내구성은 떨어집니다. 그 과잉 청구 싫어 물리적으로 구멍이 뚫린 경우. 부풀어 오르면 고장 상태 및 안전 위험으로 간주하세요.
- NiMH(니켈 메탈 하이드라이드): 구형 또는 저가형 로봇이 이 배터리를 사용합니다. 리튬 배터리만큼 높은 충전 상태에서는 문제가 없지만 자체 방전량이 많다는 단점이 있습니다(선반 위에 놓아두기만 해도 눈에 띄게 충전량이 줄어듭니다).
- 라벨을 확인합니다: '리튬 이온', 'LiFePO4' 또는 특정 전압(3.7V 배수는 일반적으로 리튬 이온/LiPo, 3.2V 배수는 종종 LiFePO4를 나타냄)을 찾습니다.
- 충전기를 확인합니다: 멀티핀 "밸런스" 커넥터가 있나요? 취미용 LiPo를 가지고 있을 가능성이 높습니다. 접촉 패드를 통해 도킹할 수 있나요? 소비자용 리튬 이온 또는 NiMH 시스템을 사용하고 있을 가능성이 높습니다.
- 모양을 확인합니다: 단단한 플라스틱 케이스는 종종 원통형 셀을 숨깁니다. 부드러운 호일 포장지는 파우치 셀(LiPo)을 나타냅니다.
2단계 - 목표 결정: 현재 런타임 증가 대 전체 기간 증가
산업 고객과 함께 일한 경험에 따르면, 단기적인 요구사항은 대개 다른 요구사항보다 우선순위를 정해야 합니다.
더 많은 런타임을 원하는 경우 (오늘)
로봇이 경로를 완료하기 전에 멈춘다면 즉시 배터리 탓을 하지 마세요. 물리학을 탓하세요.
- 롤링 저항을 줄입니다: 휠 베어링을 청소하는 것만으로도 배터리 교체 비용 $10k를 절약한 적이 있습니다. 머리카락, 끈, 먼지는 마찰을 일으킵니다. 모터는 같은 속도로 움직이기 위해 더 많은 암페어를 소모하므로 배터리가 더 빨리 소모됩니다.
- 연락처 품질 개선: 이소프로필 알코올과 보풀이 없는 면봉/천으로 도크와 로봇의 충전 접점을 청소하세요. 산화된 접점은 저항을 증가시켜 표시등이 녹색으로 바뀌어도 팩이 실제로 완전 충전되지 않을 수 있습니다. (연필 지우개는 긴급 상황 트릭을 사용하되, 도금된 접점을 연마하지 말고 부드럽게 사용하세요.)
- 경로 최적화: AMR의 경우 경로를 부드럽게 처리합니다. 일정한 스톱-스타트 모션은 안정된 순항보다 더 높은 피크 전류를 끌어냅니다.
- 센서 수정: 로봇이 신호를 '사냥'하거나 Wi-Fi 핸드셰이크에 어려움을 겪는 경우, 로봇은 이동이 아닌 계산 주기에 에너지를 소모합니다.
더 많은 수명(개월/년)을 원하는 경우
이 전략은 내부 화학을 보호하고 불가피하게 상승하는 내부 저항.
- 열 관리: 충전 도크는 직사광선을 피하고 열원에서 멀리 떨어진 곳에 보관하세요.
- 깊은 방전을 피하세요: 로봇이 죽을 때까지 로봇을 실행하지 마세요.
- 100%에 주차하지 마세요: 로봇이 장시간 오프라인 상태가 되면 먼저 로봇을 부분적으로 방전하세요.
- 부분 충전을 사용합니다: 로봇이 교대 근무를 마치는 데 60% 배터리만 필요한 경우, 소프트웨어에서 충전 제한을 허용하는 경우 매번 100%로 강제로 충전하지 마세요.
80/20 법칙과 로봇에게 중요한 시기
리튬에서 완전 충전 + 착석이 더 어려운 이유
고무줄이 한계까지 늘어났다고 상상해 보세요. 이는 100% 충전 상태(SoC)의 배터리를 나타냅니다. 전압이 높아져 음극에 스트레스가 가해지고 측면 반응이 가속화됩니다. 이렇게 몇 주 동안 계속 늘려두면 고무가 탄력을 잃게 됩니다. 배터리에서 이는 내부 저항이 증가하고 시간이 지남에 따라 사용 가능한 용량이 줄어드는 것처럼 보입니다.
실용적인 경험 법칙
- 매일 사용: 일반적으로 100%로 충전해도 괜찮습니다. 정기적으로 사용하는 경우팩은 고전압에서 장시간 사용하지 않기 때문입니다.
- 저장 / 자주 사용하지 않음: 로봇을 사용하지 않는 경우 몇 주 이상대상 40-60% SoC. 이것은 장기적인 안정성을 위한 배터리의 '행복한 장소'입니다.
충전 습관 대 저장 습관
| 로봇 사용 패턴 | 최고의 충전 습관 | 최고의 보관 습관 | | - | | | | 매일 실행(24/7 플릿) | 완전 충전 확인 → 정기적으로 실행 | 100%에서 장시간 유휴 시간 방지 | | 100%에서 장시간 유휴 시간 방지 매주 실행 | 소프트웨어가 허용하는 경우 ~80-90%에서 정지 | ~40-60%에서 저장 | | 소프트웨어가 허용하는 경우 ~40-60%에서 저장 계절별(교육/농업) | 중간 수준까지 충전 (저장 모드) | 2~3개월마다 전압 확인 | 전압 확인
열은 조용한 살인자(특히 도킹 로봇 내부)
아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 열은 사용량보다 배터리를 더 빨리 소모시킵니다. 산업 환경에서는 뜨거운 창고에서 18개월 이내에 배터리가 고장 나는 경우가 많은 반면, 온도 조절이 잘 되는 시설에서는 동일한 디자인의 배터리가 훨씬 오래 지속되는 경우가 많습니다.
열이 발생하는 곳
- 따뜻한 방에서 충전하세요: 충전하면 내부에서 열이 발생합니다. 주변 온도가 높으면(30°C 이상) 팩이 더 뜨겁게 작동하고 더 빨리 노화됩니다.
- "가구 함정": 소비자 로봇은 소파 밑이나 좁은 캐비닛에 도킹하는 경우가 많습니다. 이는 충전 주기 동안 열을 가두는 역할을 합니다.
- 더티 필터: 진공 로봇의 필터가 막히면 흡입 모터가 과도하게 작동하여 배터리 공간을 적실 수 있는 열이 발생하게 됩니다.
- 고속 충전: 산업용 '기회 충전'(빠른 버스트)은 특히 더 높은 C-율에서 상당한 열을 발생시킬 수 있습니다.
해야 할 일(작업 목록)
- 공기 흐름: 도크를 개방된 공간으로 옮깁니다. 산업용 AMR의 경우 공기 흐름을 염두에 두고 충전 베이를 설계하세요(팬이 도움이 될 수 있지만 좋은 레이아웃이 더 도움이 됩니다).
- 유지 관리: 일정에 따라 필터와 브러시를 엄격하게 청소합니다. 깨끗한 로봇은 더 시원하게 작동합니다.
- 쿨다운: 로봇이 방금 고강도 실행(무거운 짐, 두꺼운 카펫)을 마친 경우, 고속 충전을 시작하기 전에 로봇을 잠시 내려놓으십시오.
- DIY 조언: 로버를 제작하는 경우, 실제 냉각 경로를 설계하지 않는 한 배터리 팩을 '보호'를 위해 폼으로 감싸지 마세요. 그렇지 않으면 기본적으로 겨울 코트 안에 넣는 것과 마찬가지입니다.
#1 실수: 로봇을 0%로 반복해서 "죽게" 두기
실생활에서 심부 방전이 하는 일
리튬 팩은 화학 물질에 따라 "바닥" 전압이 달라지며, BMS 차단은 설계 및 셀 유형에 따라 다릅니다. 대부분의 시스템이 로봇을 종료합니다. 전에 모든 셀이 안전하지 않은 저전압에 도달합니다.
로봇을 "0%"로 실행한 다음 몇 주 또는 몇 달 동안 충전하지 않고 방치하면 자가 방전 및 미세한 기생 부하가 셀을 BMS의 안전 복구 임계값 아래로 끌어내릴 수 있다는 점이 진짜 위험입니다. 다음에 충전을 시도할 때 BMS가 충전을 거부하거나(보호 잠금) 팩이 영구적으로 손상될 수 있습니다.
수정
- 보정 / 정책: "도킹 복귀" 임계값을 더 높게 설정합니다. 로봇이 5% 대신 15%로 귀환하면 딥 사이클링 스트레스를 줄이고 유휴 시간 동안 실수로 과방전될 위험을 낮출 수 있습니다.
- DIY: 저전압 알람 또는 원격 측정 차단을 추가하세요.
- 산업: 엄격한 차량 정책을 시행합니다. 설정된 층(시스템에 따라 10-20%) 이하의 모든 로봇은 우선적으로 충전됩니다.
로봇형 플레이북
로봇 청소기/걸레
일반적인 질문입니다: 로봇을 항상 도크에 두어도 되나요? 정답: 자주 사용하는 경우, 일반적으로 예. 시스템이 가득 차면 일반적으로 "하드 충전"이 중지됩니다. 더 큰 문제는 높은 SoC에서 유휴 시간이 길다는 것입니다. 장기 휴가를 가거나 잠시 주차할 경우에는 도크에서 꺼내서 약 50% 주변에서 보관하고 시원하게 유지하세요.
- 유지 관리: 충전 접점을 주기적으로 닦아주세요. 저항이 높은 접점은 배터리 오류처럼 보이는 '충전 오류' 메시지를 트리거합니다.
DIY/교육용 로봇(LiPo 및 팩)
- 잔액 충전: 적절한 밸런스 충전기를 사용하세요. 셀 전압이 서로 다른 경우(예: 셀 1은 4.2V, 셀 2는 3.8V) 팩에 스트레스가 가해져 안전하지 않을 수 있습니다.
- 붓기: 파우치 셀이 부풀어 보이면 실패한 것으로 간주하세요. 압축하지 마세요. 올바르게 폐기하세요.
- 물리적 보호: 충격이 가장 적은 곳에 배터리를 장착하고 펑크나 찌그러지지 않도록 보호하세요.
산업용 AMR/AGV 로봇(24시간 연중무휴 운영)
- 기회 충전: 많은 차량이 휴식 시간 동안 극단적인 상황을 피하기 위해 짧고 자주 충전을 사용합니다(종종 다음과 같은 중간 대역의 SoC를 유지합니다. 30-80%또는 OEM/BMS에서 권장하는 기간). 목표는 매우 높은 SoC에서 시간을 단축하고 심방전을 방지하는 것입니다.
- 데이터 로깅: "충전 시간"과 "실행 시간"을 추적합니다. 충전 시간은 비슷하게 유지되지만 실행 시간이 줄어들면 용량이 줄어들었거나 기계적 부하가 증가했을 가능성이 높습니다.
- 소싱: 공급업체에 주기 수명 곡선을 요청하세요. 실제로 작동하는 C-율과 온도에서를 통해 실험실 환경을 개선할 수 있습니다.
문제 해결 - 증상 → 가능성 있는 원인 → 빠른 해결 방법
| 증상 | 가능한 원인 | 빠른 수정 |
|---|
| 배터리가 40%에서 10%로 즉시 떨어짐 | BMS 추정 드리프트(SOC 보정) | 전체 방전/충전 주기 실행 가끔 를 클릭하여 게이지를 재보정하세요(매주 딥 사이클링을 습관화하지 마세요). |
| 로봇이 카펫/경사로에서 정지 | 부하 시 전압 처짐 | 브러시/휠을 청소(마찰 감소)하거나 노후된 배터리(높은 내부 저항)를 점검하세요. |
| 안정적으로 충전되지 않음 | 고저항/산화 접점 | 이소프로필 알코올과 보푸라기가 없는 면봉/천으로 도크와 로봇 접촉부를 청소하고 단단히 정렬합니다. |
| 충전 후 만지면 뜨거움 | 높은 저항 또는 환기 불량 | 필터가 막혔거나 과도한 부하가 걸렸거나 열 트랩에 도크가 있는지 확인하세요. |
유지 관리 일정
주간(소비자 로봇)
- 메인 브러시와 사이드 휠에서 머리카락을 제거합니다(모터 부하 감소).
- 휴지통/필터를 비우세요(공기 흐름 개선).
- 마른 천으로 충전 접점을 닦아주세요.
월간
- 공기 경로/통풍구를 깨끗이 청소하세요.
- 도크가 '열 트랩'(햇빛/히터/밀폐된 공간)에 있지 않은지 확인하세요.
분기별/계절별 저장
- 저장하는 경우: 다음 주소로 배출 40-60%.
- 서늘하고 건조한 곳에 보관하세요(실온도 괜찮습니다. 일반적으로 얼지 않는다면 서늘할수록 좋습니다).
- 중요: 2~3개월마다 전압/SOC를 다시 확인하세요. 전압이 떨어지면 스토리지 수준까지 다시 충전하세요.
결론
확장 로봇 배터리 인생은 마술이 아니라 관리입니다. Boost 런타임 드래그 앤 로드를 줄임으로써 수명 충전 및 보관 습관을 개선해 보세요. 열을 피하고, 0% 심방전을 반복하며, 리튬 팩을 몇 주 동안 100%로 보관하는 등 빅 3는 변함없이 유지됩니다. AGV는 종종 OEM이 승인한 중간 대역 내에서 기회 충전의 이점을 누리는 반면, 계절별 로봇은 적절한 보관 수준과 주기적인 점검을 통해 승리합니다. 문의하기 에 대한 맞춤형 로봇 배터리 솔루션을 제공합니다.
자주 묻는 질문
로봇 청소기를 항상 충전기에 올려놓는 것이 나쁜가요?
매일 또는 매주 사용하는 사용자라면 일반적으로 괜찮습니다. 대부분의 시스템이 충전이 완료되면 활성 충전을 중지합니다. 더 큰 위험은 높은 SoC와 따뜻한 온도에서 장시간 유휴 상태가 지속되는 것입니다. 몇 주 동안 주차할 경우 서늘한 곳에 약 50%로 보관하세요.
리튬 로봇 배터리의 최적 저장 충전 비율은 얼마인가요?
장기 보관용, 40% ~ 60% 가 널리 사용되는 적정 온도입니다. 100%에서 보관하면 노화가 가속화되고, 비어 있는 상태로 보관하면 시간이 지남에 따라 너무 낮아질 위험이 있습니다.
80%로 충전하면 배터리 수명이 실제로 연장되나요?
종종 그렇습니다. 최고 전압 영역을 피하고 완전 충전에 가까운 시간을 줄이면 수명을 의미 있게 연장할 수 있지만, 결과는 화학, 온도 및 BMS가 실제로 제한을 구현하는 방식에 따라 달라질 수 있습니다.
여름이나 더운 차고에서 로봇 배터리가 더 빨리 소모되는 이유는 무엇인가요?
열은 셀 내부의 노화 반응을 가속화하고 로봇의 부하를 증가시킬 수 있습니다(모터와 공기 흐름 시스템이 더 열심히 작동). 더운 환경과 충전은 용량 손실을 가속화하는 일반적인 원인입니다.
로봇의 배터리를 더 큰 용량의 배터리로 업그레이드할 수 있나요?
기술적으로는 그렇습니다.전압이 정확히 일치하는 경우 그리고 물리적 맞춤이 맞습니다. 하지만 '고용량' 애프터마켓 팩은 주의하세요. 품질이 낮은 셀은 내부 저항이 높아 부하가 걸리면 조기 종료될 수 있습니다. 팩의 방전 기능 그리고 품질을 구축합니다.