배터리 관리 시스템을 통해 사용자는 배터리 팩 내의 개별 셀을 모니터링할 수 있습니다. 셀이 함께 작동하여 부하에 에너지를 방출하기 때문에 전체 팩의 안정성을 유지하는 것이 중요합니다.
배터리 관리 시스템(BMS)의 역할이 바로 여기에 있습니다. BMS는 사용자가 각 셀의 상태와 배터리 팩 전체의 상태를 관찰할 수 있는 외부 인터페이스로 정보를 지속적으로 모니터링, 수집, 전달할 수 있게 해줍니다. BMS는 다음을 위해 배터리 팩을 모니터링하고 관리합니다. 손상으로부터 배터리를 보호하고 수명을 연장하며 안전 한도 내에서 배터리가 작동하도록 유지합니다. 이러한 기능은 효율성, 신뢰성, 안전성의 핵심입니다.
BMS는 무엇을 측정하나요?
BMS는 다음과 같은 다양한 수치를 측정할 수 있습니다. 전류, 전압, 온도 및 쿨롱 카운트. 이러한 측정을 통해 시스템은 배터리 상태를 평가하고 필요에 따라 배터리 팩을 보호하기 위해 작동을 재조정할 수 있습니다.
예를 들어, 특정 부하에서 셀 전압이 떨어지면 내부 저항이 증가했음을 나타낼 수 있습니다. 그러면 이는 건조, 부식, 플레이트 분리 또는 기타 진단을 가리킬 수 있습니다.
한 셀의 온도가 갑자기 상승하면 전체 배터리 팩에서 열 폭주 현상이 발생할 가능성이 있습니다. 그러면 BMS가 에너지 흐름을 중단하고 사용자에게 잠재적 문제를 경고하여 문제가 통제 불능 상태가 되기 전에 억제할 수 있습니다.
쿨롱 카운팅은 배터리의 사용 가능한 용량을 추정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 충전/방전 주기 동안 배터리에서 빠져나가고 들어오는 에너지의 양을 측정하여 수행됩니다. 새 배터리 셀과 비교했을 때 전체 사이클 동안 쿨롱 카운트가 감소하면 배터리 용량이 감소했음을 나타냅니다.
BMS로 어떤 지표를 유추할 수 있나요?
충전 상태(SoC)와 건강 상태(SoH)는 배터리의 사용성과 성능을 평가하는 중요한 지표입니다. SoC와 SoH는 함께 기능 상태, 배터리 및 팩의 전체 기능에 대한 개요를 제공합니다.
충전 상태는 아마도 가장 간단하고 흔히 접할 수 있는 측정치일 것입니다. 휴대폰이나 노트북의 배터리 비율은 충전 상태입니다. In 전기 자동차 배터리, SoC는 충전이 필요하기 전에 남은 주행 가능 거리를 확인하는 데 사용됩니다. 그러나 이는 그 자체로는 배터리의 전반적인 상태를 나타내지 않습니다. SoC는 배터리의 단기적인 성능, 즉 남은 에너지의 양을 보여줄 수는 있지만 배터리 셀 또는 팩의 실제 용량을 나타낼 수는 없습니다. 셀 용량은 시간이 지남에 따라 감소하므로 SoC에서 100%로 표시될 수 있지만 시간이 지나면 실제 용량은 이보다 적을 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 SoC는 배터리 관리에서 여전히 중요한 척도입니다. 예를 들어, 배터리 팩 내 셀 간 부하를 균등하게 분산하려면 배터리 체인에 있는 개별 셀의 SoC를 알아야 합니다.
SoC와 함께 제공되는 배터리 상태는 배터리 팩의 장기적인 성능을 측정합니다. 충전 수용, 내부 저항, 전압, 자체 방전 등을 고려한 SoH는 배터리가 얼마나 더 오래 최적으로 작동할 수 있는지 추정하는 수치입니다. 일반적으로 수명 주기 내에서 셀의 위치를 유추하기 위해 새 배터리 셀을 대상으로 측정합니다.
배터리 셀의 기능과 용도에 따라 달라지므로 SoH를 나타내는 표준 파라미터는 없습니다. 셀 저항 또는 자체 방전과 같은 다양한 매개변수에 개별적으로 가중치를 부여하여 전체 SoH를 평가할 수 있습니다.
SoH는 일반적으로 새 셀에 대해 측정되므로 BMS는 배터리 상태를 보다 정확하게 파악하기 위해 배터리의 초기 상태와 배터리 수명 주기 동안 측정 로그를 기록해야 합니다.
BMS가 중요한 이유는 무엇인가요?
BMS는 배터리 상태를 표시하는 데 중요할 뿐만 아니라 작동 중 배터리를 보호하는 기능도 합니다.
각 배터리 셀과 화학 물질에는 안전하게 작동할 수 있는 전압, 온도, 전류 범위가 있습니다. 셀이 이 범위 아래로 떨어지거나 범위를 초과하면 BMS에서 이를 감지하고 제어할 수 있습니다. 예를 들어 리튬은 반응성이 매우 높은 물질이므로 BMS는 각 리튬 셀이 사전 정의된 한계 내에서 계속 작동하는지 모니터링해야 합니다. 이를 통해 배터리를 안전하게 보호하고 장기적으로 배터리를 보존할 수 있습니다.
BMS의 또 다른 중요한 안전 기능은 셀 밸런싱입니다. 배터리 팩 내의 개별 셀은 동일하게 작동하지 않습니다. 한 셀이 다른 셀보다 약하거나 강해 체인 내의 다른 셀보다 더 빨리 충전되거나 방전될 수 있습니다. 적절한 보상이 이루어지지 않으면 전체 팩의 상태가 저하될 수 있습니다. 하나의 셀이 단락되거나 고장 나면 전체 팩의 안정성에 영향을 미칩니다. 셀 밸런싱은 각 셀의 용량에 따라 개별 셀 간의 전하를 균등화합니다. BMS는 체인의 각 셀에서 요구되는 전하를 모니터링하고 제어하여 SoC가 균등하게 분산되도록 합니다.
배터리 테스트에서 BMS의 역할
BMS는 다음에서 핵심적인 역할을 합니다. 배터리 팩 테스트 를 사용하여 각 개별 셀의 상태와 팩 전체의 작동을 모니터링할 수 있습니다. 팩 내 셀의 결함 및 약점을 감지하고 테스트 프로세스 전반에 걸쳐 전류, 전압, 온도 및 기타 매개변수가 어떻게 변화하는지 더 잘 모니터링할 수 있습니다. SoC와 SoH는 충전/방전 주기 동안 배터리가 어떻게 작동하는지 확인하기 위한 테스트에서 중요한 지표입니다. 양호 배터리 테스트 소프트웨어 는 이러한 통계를 외부 인터페이스와 통신하여 연구원들이 배터리 팩의 작동을 잘 이해할 수 있도록 합니다.
