BMS(배터리 관리자 시스템)란?
BMS 무엇을 의미 합니까?
배터리 관리 시스템(BMS)은 충전식 배터리(셀 또는 팩)를 관리하는 전자 시스템(일반적으로 회로 기판)입니다. 배터리의 수명을 연장하고 배터리가 설정된 범위 내에서만 작동하도록 보호하여 전자 제품의 안전을 보호할 수 있습니다.
BMS가 필요한 이유는 무엇인가요?
온도 모니터링:
배터리에 장시간 많은 양의 전류를 공급하면 배터리가 제어 불능 상태가 되어 화재가 발생할 수 있습니다. 배터리를 만드는 데 사용되는 화학 물질은 휘발성이 강하며 날카로운 물체에 의해 구멍이 뚫리면 배터리에 불이 붙을 수도 있습니다. 무엇보다도 온도 데이터를 사용하여 배터리의 충전 또는 방전 여부를 판단할 수 있습니다.
데이터 분석 및 예측:
BMS에서 수집한 데이터는 배터리의 상태와 성능을 분석하는 데 사용할 수 있습니다. BMS는 과거 데이터 분석을 통해 배터리의 미래 상태와 잠재적 문제를 예측할 수 있습니다.
상태 추정:
BMS는 잔여 용량(SOC) 및 상태(SOH) 등 배터리의 상태 매개변수를 계산합니다. 이 정보는 사용자가 배터리의 현재 상태와 예상 수명을 이해하는 데 도움이 됩니다.
장애 진단:
BMS는 배터리 매개변수의 과거 데이터와 추세를 분석하여 배터리의 잠재적 문제를 진단할 수 있습니다. 여기에는 일치하지 않는 배터리 셀, 성능 저하 및 기타 이상 징후를 식별하는 것이 포함됩니다.
위험한 취급:
배터리 문제가 감지되면 BMS는 배터리와 사용자를 보호하기 위해 즉각적인 조치를 취합니다.
안전한 전원 끄기:
과충전, 과방전, 과열 또는 단락과 같은 위험한 상황이 발생하면 BMS는 즉시 배터리 전원 공급을 차단하여 상황이 더 악화되는 것을 방지합니다.
알람 및 알림:
BMS가 문제를 감지하면 사용자 또는 유지보수 담당자에게 경고하고 필요한 경우 고장 진단 정보를 제공하여 적시에 수리 또는 교체 조치를 취할 수 있도록 합니다.
배터리 관리 시스템(BMS)은 어떻게 작동하나요?
배터리 팩 내 각 셀의 전압을 모니터링하는 것은 배터리 팩의 전반적인 상태를 파악하는 데 매우 중요합니다. 모든 배터리에는 전압 범위가 있습니다. 정상적인 작동과 배터리 수명을 보장하려면 해당 범위 내에서 충전 및 방전해야 합니다.
리튬 이온 배터리의 경우 일반적으로 작동 전압은 2.5V ~ 4.2V입니다. 전압 범위는 화학 성분에 따라 다릅니다. 전압 범위를 벗어나서 배터리를 작동하면 배터리 수명이 크게 단축되고 배터리가 고장날 수 있습니다.
SOC(충전 상태)와 SOH(건강 상태)는 BMS에서 배터리 상태를 평가하고 모니터링하는 데 사용하는 두 가지 중요한 매개 변수입니다:
SOC(충전 상태):
이는 배터리의 남은 전력을 측정한 값으로, 일반적으로 백분율로 표시됩니다.
SOC 는 배터리에 남은 에너지의 양 또는 현재 상태로 완전히 충전했을 때 배터리를 얼마나 오래 사용할 수 있는지 알려주며, BMS는 배터리의 충전 및 방전 전류, 전압 및 기타 매개 변수를 모니터링하여 실시간으로 SOC를 계산하여 사용자가 충전이 필요한 시기를 알 수 있도록 합니다.
SOH(건강 상태):
일반적으로 백분율로 표시되는 배터리 상태의 척도입니다.
SOH 는 새 상태 대비 배터리의 현재 성능과 용량을 반영합니다. 배터리의 SOH는 시간과 사용량에 따라 감소하는데, 이는 배터리 노후화 및 장기간 사용으로 인한 용량 감소와 내부 저항 증가 때문입니다.
BMS는 배터리의 충전 상태, 온도, 충전 및 방전 주기 횟수 및 기타 요인을 장기간 모니터링하여 배터리의 SOH를 평가합니다.
SOC와 SOH를 모니터링함으로써 BMS는 배터리의 충전 및 방전 프로세스를 최적화할 수 있습니다. BMS는 SOC 및 SOH 데이터를 사용하여 배터리 과충전, 과방전, 과열과 같은 잠재적으로 위험한 상황을 방지합니다. 배터리 수명을 연장하고 배터리가 최상의 상태로 작동하도록 보장합니다. 유지보수 담당자는 문제를 즉시 파악하고 해결할 수 있습니다.
차량용 BMS와 가정용 에너지 저장 BMS의 차이점:
차량용 BMS와 가정용 에너지 저장 BMS는 배터리 상태를 모니터링하고 관리하여 안전을 보장하고 효율성을 향상시키는 기본 기능은 비슷하지만 설계 및 기능 요구 사항에는 약간의 차이가 있습니다:
| 카테고리 | 자동차 BMS | 홈 에너지 스토리지 BMS |
|---|---|---|
| 환경 적응성 | 더 넓은 온도 범위와 가혹한 환경 조건에 적응해야 합니다. 심한 진동, 고온, 저온 등 다양한 조건에서 정상적인 작동을 보장할 수 있도록 더욱 견고하게 설계되었습니다. | 일반적으로 비교적 안정적이고 통제된 환경에서 작동하므로 가혹한 환경 적응성이 필요하지 않을 수 있습니다. |
| 성능 요구 사항 | 고속 충전 및 방전을 지원해야 합니다. 동적으로 변화하는 부하 수요에 적응하기 위해 배터리 상태를 실시간으로 모니터링하고 관리해야 합니다. | 일반적으로 부하 변동이 적은 안정적인 충전 및 방전 주기에 직면하므로 즉각적인 성능 요구 사항이 낮습니다. |
| 기능 및 복잡성 | 데이터 교환, 고장 진단, 에너지 복구 관리와 같은 복잡한 차량 애플리케이션 요구 사항을 위한 고급 기능을 통합할 수 있습니다. | HEMS 또는 스마트 그리드와의 상호 운용성에 중요한 배터리 수명 관리, 에너지 최적화, 안전 보호에 더 집중하세요. |
기타 배터리 관리 시스템 빌딩 블록
기타 BMS 기능 블록에는 배터리 인증, 실시간 클록, 메모리 및 데이지 체인이 포함됩니다. 실시간 시계와 메모리는 블랙박스 애플리케이션에서 사용되며, RTC는 타임스탬프에 사용되고 메모리는 데이터를 저장하는 데 사용되어 사용자가 치명적인 이벤트가 발생하기 전에 배터리 팩의 동작을 이해할 수 있도록 합니다.
배터리 인증 블록은 BMS 전자 장치가 타사 배터리 팩에 연결되는 것을 방지합니다. 전압 레퍼런스/레귤레이터는 BMS 시스템 주변의 주변 회로에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
마지막으로 데이지 체인 회로는 스택형 장치 간의 연결을 단순화하는 데 사용됩니다. 데이지 체인 모듈은 옵토커플러나 기타 레벨 시프팅 회로의 필요성을 대체합니다.
BMS의 역할은 무엇인가요?
실제 사용 시 배터리는 직렬 또는 병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성합니다. 병렬 연결은 배터리 팩의 전류 구동량을 증가시키고, 직렬 연결은 전체 전압을 증가시킵니다.
배터리 충전 성능은 배터리 내부의 충전량에 따라 달라지는데, 0시에는 배터리 팩의 셀이 동일한 속도로 충전 및 방전됩니다. 각 셀이 충전과 방전을 반복함에 따라 각 셀이 충전 및 방전되는 속도가 달라져 전체 배터리 팩의 전력 상태가 달라집니다.
배터리를 제어하기 위해 BMS를 도입하면 일부 배터리는 완전히 충전되고 다른 배터리는 완전히 충전되지 않는 상황을 효과적으로 방지하여 배터리를 보호하고 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.
배터리 안전을 보장합니다:
BMS는 전압, 전류, 온도 등 배터리의 주요 파라미터를 모니터링하고 과충전, 과방전, 과열 등 위험한 상황을 즉시 감지하고 예방하여 배터리 손상 및 잠재적 안전사고를 방지할 수 있습니다. 예를 들어 배터리 온도가 너무 높다고 판단되면 BMS가 냉각 시스템을 작동하거나 전원을 차단하여 열 폭주 현상을 방지할 수 있습니다.
배터리 성능과 효율성을 개선하세요:
BMS는 배터리가 최적의 작동 상태로 작동하도록 보장함으로써 전반적인 시스템 에너지 효율과 성능을 개선하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, BMS는 배터리 셀 간의 충전 상태를 균형 있게 조정하여 배터리 팩이 고르게 충전 및 방전되도록 하여 배터리 팩의 전반적인 성능과 효율성을 개선할 수 있습니다.
배터리 수명 연장:
BMS는 충전 및 방전 과정과 조건을 제어하여 배터리 노화와 마모를 줄이고 배터리 수명을 연장합니다. 예를 들어, 배터리의 심방전 및 과충전을 방지하여 배터리 마모를 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다.
실시간 모니터링 및 진단:
BMS는 잔여 전력(SOC) 및 건강 상태(SOH)를 포함한 실시간 배터리 상태 정보를 제공하여 사용자가 배터리 상태를 파악하고 적절한 사용 결정을 내릴 수 있도록 도와줍니다. 또한 BMS는 배터리 문제를 진단하고 적시에 수리 또는 교체할 수 있도록 도와줍니다.
규제 요건을 충족합니다:
많은 국가와 산업에서 전기차와 배터리 에너지 저장 시스템의 안전을 보장하기 위해 BMS 설치를 의무화하는 명확한 규정이 있습니다.
최고의 BMS는 무엇인가요?
일반적으로 BMS에 대한 고정되거나 고유한 표준은 없습니다. 기술 설계 범위와 구현된 기능은 일반적으로 다음 요소와 관련이 있습니다:
- 배터리 팩 비용, 복잡성 및 크기.
- 배터리 적용 및 안전, 수명 및 보증 문제.
- 기능 안전 조치가 부적절한 경우 다양한 정부 규정의 인증 요건, 비용 및 처벌이 매우 중요합니다.
비용 절감, 환경 보호
PKNERGY는 가정용 태양광 에너지 저장장치로 에너지 요금을 절감하고, 야간이나 정전 시에도 언제든지 사용할 수 있도록 태양광 에너지를 저장할 수 있도록 도와줍니다.
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