일반적인 배터리 관리 시스템(BMS) 설계는 몇 가지 중요한 요소들로 구성되어 있습니다. 첫째, 배터리 관리 유닛(BMU)은 전압, 전류, 온도 및 충전 상태 같은 배터리 매개변수들을 지속적으로 모니터링합니다. 배터리 밸런싱 회로는 배터리 셀들과 모듈들에 전하가 균일하게 분배되게 해줍니다. 이 회로는 배터리 팩의 각 셀에 전하를 분배하여 충전 수준을 균일하게 해줍니다.
BMS는 배터리 팩 안에 있는 각 셀들의 충전 상태(SOC)를 지속적으로 모니터링하여 그 가용 용량과 전반적인 상태를 평가합니다. SOC를 추적하고 각 셀의 전압을 측정하는 것은 매우 어려운 일입니다. EV의 경우처럼 커다란 배터리 팩 안에는 수백, 수천 개의 셀들이 있을 것입니다. 각각의 셀을 정확하게 측정하려면 전압 불균형이나 드리프트 같은 일반적인 문제를 완화해주는 특별한 알고리즘이 필요합니다.
그리고 격리와 모니터링은 배터리 관리 시스템에서 매우 중요한 부분입니다. 격리는 고전압 배터리와 전기 시스템의 나머지 부분을 분리해줍니다. BMS는 전기적 결함과 위험을 방지하기 위해 적절한 방벽과 절연이 형성되게 해줍니다. 격리 모니터링은 이 격리에 결함이 있는지 지속적으로 점검하여 회로 단락 가능성이나 기타 전기적 위험에 대해 조기에 경고를 하거나 이를 방지해줍니다.
마지막으로, BMS 인터록 모니터는 고전압 시스템의 작동과 해제를 감독하고 배터리가 필요할 때 적절히 연결되고 해제되게 해줍니다. 이 모니터는 실수에 의한 작동이나 기타 위험한 상황을 방지해줍니다. 앞에서 제시한 것들이 기본적인 구성 요소이지만, BMS 설계와 구현 방식은 그 목적에 따라 다를 것입니다.
전기차 전용 배터리 관리 시스템
위에서 나열한 구성 요소 외에도, 전기차(EV)에는 일반적으로 사전 충전 시스템이 장착됩니다. 차량의 전원을 켜면, 최대 출력을 활성화하기 전에 사전 충전 회로가 차량의 구동 장치에 인가되는 전압을 점차 증가시킵니다. 이 프로세스는 고전류가 갑자기 급증해서 시스템이 손상되거나 안전 위험이 발생하는 것을 방지해줍니다. 이것을 인덕터가 돌입 전류를 제한하는 것처럼 간단하게 생각할지 모르지만, BMS 사전 충전 시스템은 일반적으로 이보다 훨씬 더 복잡하고 성능이 뛰어납니다.
배터리 관리 시스템은 EV 에너지 효율을 최적화해주고 주행 거리를 늘려줍니다. 또한, BMS는 태양 에너지나 풍력 에너지 같은 재생 가능한 에너지원에서 생성된 에너지를 효율적으로 활용할 수 있게 해줍니다. 마지막으로, BMS 기술은 산업 설비에 사용되는 대규모 에너지 저장 시스템에서 매우 중요합니다(정전 시 개인용 승용차가 가정용 임시 보조 배터리로 사용되는 것과 유사). 이처럼, 자동차나 그 밖의 영역에서 배터리 저장은 사용량이 가장 많을 때 안정적인 전력 공급을 보장해주고 전력망 안정성을 개선해줄 수 있습니다.
배터리 관리 시스템 설계 지원: 이집트 BMS 우수 센터
배터리 관리 시스템 기술은 다양한 분야에 사용되고 있는 배터리의 성능과 안전성을 최적으로 확보하는 데 있어서 매우 중요합니다. 하지만 고객사들은 그 구현과 지원에 있어서 어려움에 직면할 때가 종종 있습니다. Arrow는 이 같은 문제에 대응하여 이집트에 BMS 우수 센터를 설립하였습니다. 이 시설의 전문 엔지니어들은 고객사의 니즈를 처리하는 데 전념하고 있습니다.
엔지니어들은 그들만의 배터리 유형과 전력 요구사항, 그리고 시스템 구성에 맞는 BMS 솔루션을 요구할 때가 있습니다. 게다가, 배터리의 안전성과 성능 최적화는 BMS의 난제여서 특정 애플리케이션의 경우 표준 솔루션이 소용 없을 수가 있습니다. 또한, 자동차의 경우 ISO26262, 기타 산업군의 경우 IEC61508 같은 BMS 기능 안전 표준도 준수해야 합니다. 이런 표준들에 명시되어 있는 요구 사항들은 배터리 관리 시스템의 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 심지어 개발 프로세스에까지 영향을 미치는데, 이 모든 부분을 Arrow의 BMS 우수 센터에서 지원할 수 있습니다.
적절한 배터리 관리 시스템 통합
BMS 기술은 여러 산업과 기술 분야에 적용됩니다. BMS는 배터리 성능을 모니터링하고 관리하며, 에너지 효율을 최적화하고, EV의 주행 거리를 늘려줍니다. 그리고 산업 설비와 전력망 분야에 사용되는 대규모 에너지 저장 시스템에서 아주 중요한 역할을 할 수 있습니다. 배터리 저장 시스템과 적절하게 통합된 배터리 관리 시스템은 전체적인 전력망에 과부하가 걸렸을 때 안정적인 전력 공급을 보장해주고 가용 자원을 효율적으로 사용함으로써 기타 여러 가지 다양한 이점을 제공합니다.
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