삼성 INR21700-50GB와 50E 비교: 사양, 안전 설계, 가성비 및 활용 분야

빠른 답변: 삼성 INR21700-50GB와 50E는 모두 약 5.0Ah 용량의 21700 규격 리튬 이온 배터리로, 에너지 효율이 높은 애플리케이션에 적합합니다. 두 제품의 용량, 충전, 방전 및 수명 주기 사양은 유사합니다. 50GB는 더 넓은 상단 통풍구, 더 두꺼운 강철 케이스, 그리고 추가적인 하단 통풍구를 갖추어 안전성을 강화하고 전반적인 비용 효율성을 높였습니다. 특히 모빌리티, AGV, AMR, 로봇 및 대형 멀티셀 배터리 팩에 적합합니다. 더 가벼운 50E는 무게와 호환성이 중요한 기존 설계 및 휴대용 장비에 사용하기에 적합합니다.

삼성 SDI INR21700-50GB와 INR21700-50E 배터리 중 하나를 선택할 때는 용량 비교 이상의 고려가 필요합니다.

두 배터리 모두 약 5Ah의 용량을 제공하며 유사한 충방전 전류를 지원합니다. 그러나 삼성 SDI의 기술 로드맵에 따르면 50GB 배터리는 모빌리티 애플리케이션을 위한 안전성이 강화되고 비용 효율적인 옵션입니다.

주요 차별점은 더 높은 용량이나 출력이 아닙니다. 향상된 기계적 안전성, 압력 해제 설계, 그리고 전체적인 프로젝트 가치입니다.

이 글에서는 삼성 50GB와 50E의 전기 사양, 기계 구조, 안전 특성, 배터리 관리 요구 사항, 비용 효율성 및 적합한 용도를 비교합니다.

파트 1: 삼성 INR21700-50GB 및 50E 개요

INR21700-50E는 적당한 방전율에서 장시간 작동이 필요한 장비용으로 설계된 에너지 효율이 높은 원통형 리튬 이온 전지입니다.

삼성 기술 문서에서는 "INR21700-50G 버전 B"와 "50GB"라는 용어를 모두 사용합니다. 제공된 50G 문서는 초안 사양서이며, 삼성의 후속 로드맵 및 구조 비교 자료에서는 보안 강화 제품을 50GB로 지칭합니다.

생산 설계를 승인하기 전에 엔지니어는 공인 공급업체와 정확한 제조업체 부품 번호, 셀 개정판, 생산 공장, 적용 승인 및 승인된 사양을 확인해야 합니다.

삼성 SDI의 로드맵에 따르면 50GB는 모빌리티 애플리케이션의 안전성을 향상시키도록 설계된 5.0Ah, 18.15Wh 셀입니다. 주요 차별점은 개선된 기계적 구조, 향상된 압력 방출, 강력한 열전도 성능 및 경쟁력 있는 프로젝트 가격입니다.

파트 2: 삼성 50GB와 50E 사양 비교

다음 비교는 제공된 삼성 SDI INR21700-50G 버전 B 초안 사양, INR21700-50E 버전 2 사양, 50GB 구조 비교 및 ​​삼성 SDI 제품 로드맵을 기반으로 합니다.

전기적 사양은 매우 유사합니다. 두 셀 모두 약 2C의 연속 방전을 지원하며, 고출력 전용 셀보다는 고에너지 셀로 분류하는 것이 적절합니다.

50GB 배터리는 셀당 최대 약 3g 더 무겁습니다. 100셀 배터리 팩의 경우, 홀더, 버스바, 절연재 및 외함 디자인의 차이를 고려하기 전에도 무게가 약 300g까지 증가할 수 있습니다.

하지만 추가된 무게는 구조적 안전성을 크게 향상시켜 줍니다.

파트 3: 삼성 50GB를 더 안전하게 만드는 요소는 무엇일까요?

3.1 더 넓어진 상단 통풍구 면적

삼성의 비교 문서에 따르면 50GB 모델은 덮개를 닫았을 때의 통풍구 면적이 50E2 모델의 약 25mm²에서 44mm²로 증가했습니다.

이는 약 76%의 증가를 나타냅니다.

통풍 면적이 넓을수록 과충전, 과전류, 과열 또는 내부 손상으로 인해 압력이 상승할 때 셀 내부 가스를 배출하는 능력이 향상됩니다.

제어된 환기는 열 폭주를 완전히 제거하지는 못합니다. 하지만 압력이 얼마나 빨리 해제되는지, 그리고 고온 가스가 전해조에서 얼마나 빨리 빠져나가는지에 영향을 줄 수 있습니다.

삼성 SDI는 또한 마이크로모바일용으로 개발된 원통형 셀이 기존의 상단 전류 차단 장치와 추가적인 하단 통풍구를 결합하여 안전성을 향상시킬 수 있다고 설명합니다.

3.2 더 두꺼운 강철 캔

50GB 모델은 측면 캔 두께를 약 0.22mm에서 0.25mm로 늘려 약 14%의 두께 증가를 가져왔습니다.

두꺼운 강철 케이스는 변형 및 기계적 손상에 대한 저항력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 다음과 같은 환경에 노출되는 배터리 팩에 중요합니다.

• 도로 진동
• 반복적인 충격
• 낙하 및 충격
• 세포 고정 장치 스트레스
• 조립 압축
• 장기간 기계적 피로

두꺼운 케이스가 제대로 설계된 배터리 케이스를 대체할 수는 없습니다. 팩 수준의 충격 보호, 셀 홀더, 간격, 절연 및 구조적 지지대는 여전히 필수적입니다.

3.3 추가 하단 통풍구

50E2 모델 비교에서는 하단 통풍구가 없지만, 50GB 모델에는 하단 통풍구가 추가되었습니다.

이는 셀의 비정상적인 상태 발생 시 추가적인 압력 방출 경로를 제공합니다. 대형 다중 셀 배터리 팩에서 통풍구 방향은 인접 셀의 발열, 가스 축적 및 열 전파에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 배터리 팩 엔지니어는 두 개의 통풍구 방향을 모두 고려해야 합니다. 홀더, 버스바, 절연재, 접착제, 폼 및 외함 벽은 가스 배출 경로를 방해해서는 안 됩니다.

3.4 열전도 성능

삼성의 자체 비교 자료는 히터로 작동되는 전파 테스트를 사용하여 50GB 용량에 대한 결과를 보여줍니다. 제공된 자료에 따르면 100W 작동 조건에서 4개의 샘플 모두에서 성공적인 결과를 얻었습니다.

이는 50GB 배터리의 안전 지향적인 설계 방향을 보여줍니다. 하지만 모든 50GB 배터리 팩이 자동으로 열 전파를 방지한다는 의미는 아닙니다.

팩 수준의 동작은 여전히 ​​다음 요소에 따라 달라집니다.

• 셀 간격
• 전기적 상호 연결
• 열 장벽
• 냉각 디자인
• 밀폐 압력 관리
• 셀 충전 상태
• BMS 반응
• 패키지 용량 및 구성

UL Solutions는 배터리 시스템의 전체적인 동작을 셀 성능만으로는 판단할 수 없기 때문에 셀, 모듈, 팩 수준에서 열 전파를 단계적으로 평가합니다.

파트 4: 삼성 50GB 모델이 더 나은 가성비를 제공하는 이유

안전성 향상 외에도 삼성 50GB는 현재 진행 중인 많은 배터리 팩 프로젝트에 더욱 강력한 가격 경쟁력을 제공합니다.

50GB는 5.0E와 거의 동일한 50Ah 용량, 18.15Wh 에너지, 9.8A 연속 방전 능력 및 500사이클 기준 성능을 제공합니다. 하지만 설계자가 용량이 낮은 셀을 사용하지 않고도 더 넓은 상단 통풍구, 더 두꺼운 셀 케이스, 그리고 추가적인 하단 통풍구를 갖추고 있습니다.

50GB 모델은 현재 진행 중인 프로젝트 조달에 있어 가격 경쟁력 또한 뛰어납니다. 이러한 점들을 종합적으로 고려할 때, 많은 새로운 배터리 팩 설계에서 50E 모델보다 비용 효율성이 더 높습니다.

셀 수준의 안전성 향상은 특히 많은 셀이 밀집되어 있는 모빌리티 및 로봇 배터리 팩에서 그 가치가 두드러집니다. 향상된 셀 수준 안전성은 엔지니어링 위험을 줄이고 팩의 열 확산 전략을 지원할 수 있습니다.

50GB 용량은 다음과 같은 기능을 제공합니다:

• 50E와 거의 동일한 에너지 소비량 및 작동 시간을 제공합니다.
• 유사한 충전 및 방전 용량
• 더욱 강력한 기계적 보호
• 개선된 압력 해제 설계
• 모바일 배터리 팩에 더욱 적합함
• 경쟁력 있는 프로젝트 가격 책정
• 안전 관련 엔지니어링 위험 감소
• 전반적으로 더 나은 성능 대비 가격

50E는 기존의 검증된 설계, 승인된 플랫폼, 그리고 무게가 가볍거나 검증 이력이 중요한 응용 분야에 여전히 유용합니다.

잠금 셀 사양이 없는 신규 프로젝트의 경우 일반적으로 50GB를 먼저 검토해야 합니다.

엔지니어링 노트: 셀 가격은 구매량, 납기, 생산 배치, 판매 채널 및 공급 상황에 따라 달라집니다. 비용 효율성은 고정된 온라인 단가보다는 공인 프로젝트 견적서를 사용하여 평가해야 합니다.

파트 5: 50GB가 50E보다 더 강력한 성능을 제공할까요?

제공된 셀 사양과 일치하지 않습니다.

두 셀 모두 다음과 같이 나열합니다.

• 최대 충전 전류 4.9A
• 최대 연속 방전 전류 9.8A
• 14.7 비연속 배출 제한

따라서 50GB 배터리는 고출력 애플리케이션용으로 특별히 개발된 삼성 배터리 셀을 자동으로 대체할 수 있는 고출력 제품으로 간주해서는 안 됩니다.

주요 장점은 더 높은 연속 전류 정격이 아니라 향상된 안전 구조와 비용 효율성입니다.

펄스 부하가 높은 장비의 경우 엔지니어는 다음을 계산해야 합니다.

• 병렬 셀당 최대 전류
• 최소 충전 상태에서의 전압 강하
• 반복적인 펄스 동안의 세포 온도
• 버스바 및 니켈 스트립 저항
• 커넥터 전류 정격
• BMS MOSFET 손실
• 팩 레벨 열 축적

부하가 개별 셀의 권장 작동 범위를 초과할 경우 병렬 스트링을 추가하거나 다른 셀 제품군을 선택해야 할 수 있습니다.

파트 6: 삼성 50GB에 더 적합한 애플리케이션은 무엇일까요?

6.1 전기 자전거와 마이크로모빌리티

50GB 용량은 특히 전기 자전거, 전기 스쿠터 및 기타 경량 전기 자동차에 적합합니다.

이러한 배터리 팩에는 라이더 가까이에 많은 셀이 포함되어 있어 진동, 외부 온도, 충전 변동 및 기계적 충격에 자주 노출됩니다.

삼성 SDI는 마이크로모바일 배터리에 있어 안전성과 비용 경쟁력을 핵심 요구 사항으로 꼽습니다. 50GB는 향상된 통풍 기능, 더욱 견고한 케이스 구조, 그리고 경쟁력 있는 프로젝트 가격을 통해 이러한 두 가지 우선순위를 모두 충족합니다.

배터리 셀 선택만으로는 충분하지 않습니다. 배터리 팩에는 적절한 BMS(배터리 관리 시스템), 기계적 외함, 충전기, 커넥터, 열 설계 및 해당 제품 평가도 필요합니다.

6.2 AGV 및 AMR 배터리 팩

자동 유도 차량과 자율 이동 로봇은 창고, 공장, 병원 및 물류 시설에서 반복적으로 작동합니다.

50GB 기반 패키지는 다음과 같은 애플리케이션 요구 사항에 적합합니다.

• 긴 런타임
• 중간 정도의 연속 전류
• 잦은 움직임과 진동
• 대규모 다중 셀 구성
• 열전도 제어에 최우선 순위
• 신뢰할 수 있는 압력 해제 경로
• 경쟁력 있는 배터리 팩 가격

고전류 로봇의 경우 추가 병렬 셀 또는 다른 셀 제품군이 필요할 수 있습니다.

Large Power 개발 맞춤형 AGV 배터리 솔루션 셀 매칭, 기계적 보호, 스마트 통신, 충전 통합 및 팩 수준 안전 엔지니어링을 포함합니다.

6.3 서비스 로봇 및 이동 장비

50GB 용량의 배터리는 서비스 로봇, 배송 로봇, 검사 플랫폼 및 배터리 팩이 사용자나 고가의 장비 근처에서 작동하는 일부 이동 장비를 지원할 수 있습니다.

A 맞춤형 로봇 배터리 솔루션 세포 선택은 다음과 같이 조정해야 합니다:

• 구동 모터 전류
• 회생 충전 전류
• 충전 주파수
• CANBus 또는 RS485 통신
• 비상 종료
• 밀폐 공간 환기
• 팩 교체 전략

6.4 대형 멀티셀 배터리 팩

50GB 용량은 단일 셀 고장으로 인해 인접한 여러 셀이 열에 노출될 수 있는 대규모 직렬-병렬 구성에서도 유용합니다.

전체 팩 에너지와 셀 개수가 증가함에 따라 안전성 측면에서의 이점은 더욱 중요해집니다.

50GB의 경쟁력 있는 가격은 제조업체가 배터리 팩 비용을 과도하게 증가시키지 않고도 셀 수준의 안전성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

파트 7: 삼성 50E에 더 적합한 애플리케이션은 무엇일까요?

7.1 기존 검증 제품

50E를 계속 사용하는 가장 강력한 이유는 종종 설계의 연속성입니다.

기존 제품에는 이미 다음과 같은 기능이 있을 수 있습니다.

• 승인된 기계 도면
• 검증된 용접 매개변수
• 설정된 BMS 제한 사항
• 안전성 테스트 완료
• 인증된 충전기 호환성
• 승인된 공급업체 문서
• 의료기기 또는 산업용 기기 검증 완료

배터리 셀을 교체하면 엔지니어링 검증, 인증 업데이트 또는 장치 재검증이 필요할 수 있습니다. 이러한 경우 전체 배터리 시스템을 재설계하는 것보다 50E를 계속 사용하는 것이 더 경제적일 수 있습니다.

7.2 휴대용 의료 장비

더 가벼운 50E는 높은 용량과 적당한 전류가 필요한 휴대용 의료 및 진단 장비에 여전히 적합합니다.

잠재적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 휴대용 산소 농축기
• 환자 모니터
• 휴대용 영상 장비
• 진단 분석기
• 재활 장비
• 의료 카트

셀 무게가 가벼울수록 여러 개의 셀을 사용할 때 장치의 휴대성이 향상될 수 있습니다.

둘러보기 Large Power의 의료용 배터리 솔루션.

7.3 산업용 검사 및 측정 장비

50E는 다음과 같은 장비에서 장시간 작동을 지원할 수 있습니다.

• 열화상 카메라
• 휴대용 분광기
• 파이프라인 검사 도구
• 입자 계수기
• 휴대용 시험 장비
• 환경 모니터링 장비

이러한 장치들은 일반적으로 높은 방전 전류보다는 에너지 밀도와 작동 시간을 더 중요하게 여깁니다.

Large Power 디자인 맞춤형 산업용 배터리 솔루션 견고한 외함, IP 보호 기능, 안정적인 커넥터, 열 모니터링 및 애플리케이션별 통신 기능을 갖추고 있습니다.

파트 8: 50GB 및 50E 배터리 팩용 BMS 요구 사항

두 셀 모두 보호 회로가 없는 배터리 팩으로 사용해서는 안 됩니다.

적절하게 설계된 배터리 관리 시스템 제공해야 함:

• 세포군 전압 모니터링
• 충전 과전압 보호
• 방전 저전압 보호
• 충전 및 방전 과전류 보호
• 단락 회로 보호
• 셀 밸런싱
• 온도 모니터링
• 배터리 충전 상태 추정
• 필요한 경우 오류 로깅
• 필요에 따라 CANBus, SMBus, UART 또는 RS485 통신을 사용할 수 있습니다.

셀 사양에 따르면 배터리 팩 또는 시스템은 각 셀 블록을 모니터링하고 과열, 과전압 및 과전류 상태에 대한 경고를 제공해야 합니다.

BMS 작동 한계는 셀 제조업체가 지정한 한계 내에 있어야 합니다. 설계자는 절대 최대 정격을 일반적인 보호 임계값으로 사용해서는 안 됩니다.

이동 보조 장비의 경우, BMS는 다음 사항도 고려해야 합니다.

• 가속 전류
• 회생 충전
• 충전기 호환성
• 커넥터 분리
• 온도 구배
• 세포 불균형
• 장기 대기 전류
• 비상 종료 동작

파트 9: 포장 단위의 안전 설계는 여전히 중요합니다

50GB의 안전성 향상으로 인해 배터리 팩 설계가 선택 사항이 되는 것은 아닙니다.

신뢰할 수 있는 패키지 디자인은 다음 사항들을 조화롭게 갖춰야 합니다:

1. 세포 진위성 및 배치 추적성
2. 입고 세포 검사 및 등급 분류
3. 셀 간격 및 홀더 설계
4. 환기 경로 여유 공간
5. 버스바 및 용접 설계
6. 전기 절연
7. 열 장벽
8. BMS 보호
9. 외피 강도
10. 적용 가능한 안전 및 운송 테스트

UL Solutions는 배터리 평가에 셀, 모듈 및 팩 수준에서 전기적, 기계적, 환경적, 오용, 화재 및 열 전파 테스트가 포함될 수 있다고 언급합니다.

Large Power의 CNAS 인증 시험 센터 맞춤형 배터리 팩 프로젝트에 대한 표준화된 검증 및 엔지니어링 유효성 검사를 지원합니다.

파트 10: 삼성 50GB 또는 50E – 어떤 것을 선택해야 할까요?

선택 삼성 50GB 언제:

• 새 프로젝트에는 전반적으로 비용 대비 성능이 더 우수한 옵션을 원하실 겁니다.
• 해당 애플리케이션은 전기 자전거, 스쿠터, AGV, AMR 또는 서비스 로봇입니다.
• 열전도 및 기계적 안전성은 주요 관심사입니다.
• 이 팩에는 촘촘하게 배열된 많은 세포들이 들어 있습니다.
• 약 5Ah의 용량과 적당한 방전 능력이 필요합니다.
• 개선된 통풍 기능은 약간의 무게 증가보다 훨씬 더 큰 가치를 제공합니다.
• 경쟁력 있는 가격과 낮은 엔지니어링 위험은 중요합니다.

선택 삼성 50E 언제:

• 해당 제품은 50E 규격을 명시한 기존의 검증된 설계입니다.
• 셀을 변경하면 상당한 재인증 또는 재검증 절차가 필요하게 됩니다.
• 세포당 약 3g의 무게 차이가 매우 중요합니다.
• 기존 홀더, 용접 공정, BMS 및 승인된 공급망과의 호환성이 배터리 셀을 교체하는 것보다 더 중요합니다.

다음과 같은 경우 다른 세포 계열을 선택하세요:

• 셀당 연속 전류는 9.8A를 훨씬 초과합니다.
• 해당 응용 분야에는 반복적인 고출력 펄스가 필요합니다.
• 배터리 가열 없이 0°C 이하의 온도에서 충전해야 합니다.
• 해당 프로젝트는 훨씬 더 긴 수명 주기를 필요로 합니다.
• 해당 셀에는 필요한 애플리케이션 권한이나 추적 기능이 없습니다.

파트 11: 최종 엔지니어링 권장 사항

삼성 INR21700-50GB와 50E는 용량, 에너지 소비량, 전류 용량 면에서 유사하지만, 50GB 모델은 안전성과 비용 효율성 측면에서 더욱 뛰어난 성능을 제공합니다.

50E는 중간 정도의 전력으로 작동하는 기존 제품 및 애플리케이션에 여전히 적합합니다. 50GB는 더 두꺼운 케이스, 더 넓은 상단 통풍구, 그리고 추가 하단 통풍구를 갖춘 유사한 전기 플랫폼을 기반으로 제작되었습니다.

또한 경쟁력 있는 프로젝트 가격을 제공하여 새로운 모빌리티, 로봇, 산업 및 기타 다중 셀 배터리 팩 설계에 매력적인 첫 번째 선택지가 됩니다.

새로운 프로젝트의 경우, Large Power 일반적으로 50GB 제품의 인증 상태, 공급 채널 ​​및 정확한 생산 버전이 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 경우 먼저 해당 제품을 평가하는 것이 좋습니다.

최종 결정 시에는 단가뿐만 아니라 여러 요소를 고려해야 합니다. 엔지니어는 배터리 팩 전체 비용, BMS 요구 사항, 열 보호, 기계 설계, 인증 작업, 공급 연속성 및 수명 주기 위험을 비교 검토해야 합니다.

설계를 확정하기 전에 정확한 셀 개정판, 승인된 공급업체, 생산 공장, 패키지 구성, BMS 제한 사항, 인증 계획, 연간 생산량 및 현재 견적을 확인하십시오.

문의하기 Large Power 또는 요청 맞춤형 리튬 배터리 팩 컨설팅 세포 선별, BMS 개발, 기계적 통합, 프로토타입 제작, 테스트 및 OEM/ODM 생산을 포함합니다.

FAQ

삼성 INR21700-50GB 배터리는 50E보다 출력이 더 높은 배터리인가요?

아니요. 제공된 사양서에는 최대 연속 방전 전류 9.8A 및 비연속 방전 한계 14.7A로 동일하게 명시되어 있습니다. 50GB의 주요 장점은 안전을 고려한 기계적 설계와 비용 효율성입니다.

50GB와 50E의 주요 구조적 차이점은 무엇입니까?

50GB 비교 문서에 따르면 상단 통풍구 면적이 76% 더 넓어졌고, 측면 벽 두께가 14% 더 두꺼워졌으며, 하단에 통풍구가 추가되었습니다. 이러한 변경 사항은 압력 방출 및 열 전파 특성을 개선합니다.

삼성 50GB 모델이 50E 모델보다 더 저렴한가요?

프로젝트 가격은 물량, 납기, 배치, 공급 채널 ​​및 시장 상황에 따라 달라집니다. 현재 프로젝트 조달 조건에서 50GB는 경쟁력 있는 가격과 향상된 안전성, 그리고 유사한 전기적 성능을 결합하여 전반적으로 더 높은 비용 효율성을 제공합니다.

삼성 50GB 배터리와 50E 배터리를 하나의 배터리 팩에 혼용해서 사용할 수 있나요?

아니요. 하나의 배터리 팩에 모델, 개정판, 생산 배치, 용량 또는 임피던스 그룹이 다른 배터리를 혼합하여 사용하지 마십시오. 추적성과 전기적 특성이 일치하는 셀을 사용하십시오.

전기자전거 배터리에는 어떤 전지가 더 좋을까요?

일반적으로 50GB 모델이 더 유력한 후보입니다. 약 5Ah의 용량과 향상된 통풍, 기계적 안전성, 그리고 경쟁력 있는 가격을 모두 갖추고 있기 때문입니다. 하지만 배터리 용량, 인증, 외함 설계, BMS 보호 기능, 그리고 충전기 호환성은 여전히 ​​평가해야 할 부분입니다.

휴대용 의료 및 산업 장비에는 어떤 배터리가 더 적합할까요?

신규 프로젝트의 경우 안전성과 가격 경쟁력 측면에서 50GB를 검토하는 것이 좋습니다. 50E는 기존에 검증된 제품이나 무게에 민감한 장비 중 셀 교체로 인해 상당한 재검증 작업이 필요한 경우에 적합합니다.

50GB 배터리 셀을 사용하면 UL 2580 인증을 보장받을 수 있나요?

아니요. 삼성의 비교 자료에서는 해당 셀이 UL 2580 관련 평가를 지원할 수 있다고 언급하고 있지만, 정확한 셀 버전에 대한 확인이 필요합니다. 완성된 배터리 팩과 최종 제품에는 각각 별도의 관련 테스트가 필요합니다.