전기차] BMS 기능 및 구성, 사양, 배터리 온도 균일화 방법

 

- BMS (Battery Management System)

- BMS (Battery Management System) 기능 및 구성

- BMS 사양

- BMS 배터리 온도 균일화 방법

 

BMS (Battery Management System)

 

기능: 출력, 전류제어, 용량관리, 유지보수, 열관리 ~ 배터리 제어 시스템

배터리 수명에 영향 & 높은 비율의 생산단가 -> 관련 기술 필요

 

BMS (Battery Management System) 기능 및 구성

기능: 

• Cell balancing: 배터리팩 충전 시 각 배터리셀들을 균일하게 충전하도록 제어하는 기술
• Short-circuit protection: 단락으로 인한 과전류로 배터리팩이 손상되는 것을 방지하는 기술
• Overcharge protection: 배터리팩 충전 시 배터리셀이 과충전되는 것을 방지하는 기술
• 배터리 제어 및 보호

 

차량용 BMS 역할:

• Cell operation: 배터리의 전압, 전류값, 온도 측정 + SOC/SOH(state of health)/SOP(state of power)를 예측 + Cell balancing + TMS (Thermal management system)관장
• Safety: overcharge, overdischarge, thermal shock, short-circuit등의 위험으로부터 배터리셀 보호
• 시스템의 I/O 관장: 팩내부/외부시스템과 데이터 communication + I/O interface 만들어주고 + relay control + 여러 data reporting
• Diagnosis(진단): battery health + system abnormal + sensing error가 있는지 잘 컨트롤

각각의 BMS Slave에서 측정한 T, V값을 BMS master로 전달, master에서 판단 및 행동

 

BMS 사양

 

하드웨어 사양

작동 온도	-30 ~ 85 °C
습도	0 ~ 90 %
작동 전압	9 ~16 V
소비 전류	< 600 mA

측저 정확도

셀 전압	0.5 % @F.S.
팩 전류	1 % @F.S.
온도	2 % @F.S.

 

 

BMS 배터리 온도 균일화 방법

 

유독 몇몇 배터리셀의 저항이 작아 -> 충전 빨리되 -> 최대용량을 넘어서 과충전되고 폭발 가능

배터리팩 내부의 배터리셀들의 내부저항, 용량퇴화 등의 차이로 인해 성능 편차 발생

Passive balancing:

• 과충전된 배터리셀을 우회회로를 통해 방전(소비)시킴으로써 전압을 유지시키는 방법
• 전기차 대부분 사용 ~ 발열이 심하고 효율이 떨어짐 
• 단순한 회로, 저렴한 가격

Active balancing:

• 과충전된 배터리셀에서 다른셀로 에너지를 전달하여 셀 간 균형을 맞추는 방법
• 에너지의 소모가 적고 발열이 적고 효율이 높음
• 복잡한 회로, 비싼 가격

 

 

Ref

 

렛유인 강의 + 산업분석 자료
현대자동차 H클레스
도서: 
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