신에너지자동차용 BMS의 기본구조 및 작동원리

배터리 관리 시스템(BMS)에 대한 엄격한 정의는 없습니다. 다음과 같이 이해할 수 있습니다. 배터리 관리 시스템은 전원 배터리 팩을 안전하게 모니터링하고 효과적으로 관리하여 전원 공급 시스템의 정상적인 작동을 유지하고 배터리 수명을 연장하는 데 사용되는 장치입니다. 일반적으로 배터리 보모 또는 배터리 관리자로 알려져 있습니다. 배터리의 작동 상태(배터리 전압, 전류 및 온도)를 모니터링하고, 배터리 용량(SOC)과 해당 잔여 주행 거리를 예측하며, 과방전, 과충전, 과열 및 개별 셀 간의 심각한 전압 불균형을 방지하도록 배터리를 관리하여 배터리 저장 용량 및 사이클 수명의 활용을 극대화할 수 있습니다.

분류:

배터리 관리 시스템은 그 구조에 따라 분산형 시스템, 중앙 집중형 시스템, 통합 시스템으로 분류할 수 있습니다.

1. 분산 시스템

핵심 정의:

모듈식 BMS라고도 알려진 분산 BMS는 "분산형 기능 및 중앙 집중식 관리"가 특징입니다. 이는 배터리 데이터 수집 및 일부 처리 기능을 배터리 모듈 또는 배터리 팩 내의 여러 독립 슬레이브 제어 장치에 분배하는 반면, 마스터 제어 장치는 고급 알고리즘 및 차량 통신을 담당합니다.

전문적인 특성 분석:

장점:

• 높은 확장성 및 모듈성: 슬레이브 제어 장치를 추가하거나 제거하여 다양한 전력 및 전압 수준을 가진 플랫폼에 쉽게 적응할 수 있으므로 플랫폼 기반 설계가 용이해집니다-.
• 간단한 배선 및 높은 신뢰성: 각 모듈의 샘플링 하네스는 매우 짧고 깔끔하여 장거리 아날로그 신호 전송으로 인한 간섭 위험을 줄이고 측정 정확도와 시스템 전자기 호환성을 향상시킵니다.
• 높은 안전성: 고{0}}전압 샘플링 지점이 분산되어 있어 저전압 시스템에 고전압이-침입될 위험이 줄어듭니다.- 마스터 제어 장치는 고{4}}전압 영역에서 멀리 떨어져 위치할 수 있습니다.

단점:

• 높은 시스템 복잡성: 두 개의 하드웨어 장치(마스터 및 슬레이브)와 복잡한 통신 프로토콜의 개발 및 관리가 필요합니다.
• 상대적으로 높은 비용: 여러 슬레이브 제어 장치의 총 하드웨어 비용이 더 높을 수 있습니다.
• 일반적인 응용 분야: 전기 자동차, 대규모-에너지 저장 시스템, 로봇 및 높은 모듈성, 확장성, 안전성 및 정확성이 요구되는 기타 시나리오.

2. 중앙 집중식 시스템

핵심 정의:

중앙 집중식 BMS는 "통합 수집, 중앙 처리" 아키텍처를 채택합니다. 모든 기능은 단일 중앙 컨트롤러에 통합되어 있으며 모든 배터리 셀 전압 및 온도 신호는 긴 배선 장치를 통해 중앙 컨트롤러의 획득 포트에 직접 연결됩니다.

전문적인 특성 분석:

장점:

• 간단한 구조, 저렴한 비용: 단일 컨트롤러, 마스터{0}}슬레이브 통신 프로토콜 없음, 상대적으로 간단한 소프트웨어 개발 및 소용량 시스템에서 전체 비용이 가장 낮습니다.{1}}
• 직접 데이터 처리: 모든 데이터가 단일 칩 내에서 처리되므로 -노드 간 동기화 및 전송 지연이 필요하지 않습니다.

단점:

• 낮은 확장성: 컨트롤러의 I/O 포트가 고정되어 있어 배터리 수가 다른 시스템에 적응하기 어렵습니다.
• 높은 신뢰성 위험: 장거리-샘플링 하네스는 간섭에 취약하여 측정 정확도가 떨어집니다. 하네스가 많고 길면 커넥터 고장률이 높아집니다.
• 유연하지 않은 레이아웃: 중앙 컨트롤러는 배터리 팩에 가까워야 하며 배선 하니스 레이아웃이 고정되어 있어 전체 차량 레이아웃에 도움이 되지 않습니다.
• 안전 위험: 모든 고{0}전압 샘플링 지점이 한 곳에 집중되어 있어 단일 지점 오류로 인해 전체 시스템이 고장날 위험이 있습니다.-

일반적인 응용 분야: 저속 전기 자동차, 전동 공구, 소형-에너지 저장 캐비닛, 비용 및 공간 요구 사항이 매우 엄격한 가전 제품.

3. 통합 시스템

핵심 정의:

통합 BMS는 "하드웨어 및 소프트웨어 통합, 높은 수준의 통합"을 구현하는 전기 및 기계 구성 요소의 심층 통합 제품입니다. BMS의 핵심 하드웨어 기능(예: AFE, MCU)을 배터리 팩의 제어 및 보호 보드에 직접 통합하고 때로는 배터리 팩 내의 다른 구성 요소(예: 고전압 차단 장치, 전류 센서)와 물리적으로 통합하기도 합니다.-

전문적인 특성 분석:

장점:

• 작은 크기, 매우 높은 공간 활용도: 공간이 제한된 애플리케이션에 매우 적합합니다.-
• 비용 및 공급망 최적화: 케이싱 및 커넥터와 같은 자재를 줄여 생산 및 조립을 단순화합니다.
• 강력한 성능 타겟팅: 특정 배터리 팩에 최적화된 설계로 최적의 성능을 달성합니다.

단점:

• 확장성이 거의 없음: 배터리 팩과 긴밀하게 통합되어 다른 사양의 배터리 시스템에는 사용할 수 없습니다.
• 어려운 유지 관리 및 교체: 고장이 발생한 경우 일반적으로 전체 제어 보드 또는 전체 배터리 팩 모듈을 교체해야 합니다.
• 열 방출 및 절연 문제: -밀도 통합은 열 방출 설계에 문제를 가져오고 고전압 및 저전압 회로 절연 설계에 대한 더 높은 요구 사항을 가져옵니다.

일반적인 응용 분야로는 가전제품, 전기 이륜차, 소형 가정용 에너지 저장 제품, 공간 활용을 최대화하는 일부 PHEV/HEV 차량용 배터리 팩 등이 있습니다.

배터리 관리 시스템은 주로 중앙 처리 장치(주 제어 모듈 또는 ECU라고도 함), 데이터 수집 장치(획득 모듈 BMU), 밸런싱 장치, 디스플레이 장치, 제어 구성 요소(릴레이, 퓨즈) 및 감지 구성 요소(누설 감지, 전류 센서, 온도 센서 등)로 구성됩니다.

중앙 처리 장치는 메인 제어 보드와 고{0}}전압 제어 회로로 구성됩니다. 데이터 수집 장치는 온도 수집 모듈과 전압 수집 모듈로 구성됩니다. 대부분의 응용 분야에서 밸런싱 모듈과 감지 모듈은 함께 통합됩니다. 디스플레이 장치는 디스플레이 보드, LCD 화면, 키보드 및 호스트 컴퓨터로 구성됩니다. CAN 필드버스 기술은 일반적으로 이러한 구성 요소 간 및 차량의 다중{3}}에너지 시스템과의 정보 통신을 실현하는 데 사용됩니다.

신에너지 자동차 제조업체의 리튬{0}}이온 배터리의 배터리 관리 시스템에서는 시스템이 마스터-슬레이브 구조를 채택합니다. 하나의 BMS 주 제어 모듈은 최대 256개의 획득 모듈을 제어할 수 있으며, 각 획득 모듈은 최대 16개의 전압 채널과 8개의 온도 채널을 수집하고 처리할 수 있습니다. 배터리 충전 및 방전 상태에 대한 실시간 모니터링,-데이터 처리, SOC 추정, 주행 거리 추정, 충전 및 방전 제어 및 기타 기능을 수행할 수 있습니다.

BMS의 주요 작동 원리는 다음과 같이 간단하게 요약할 수 있습니다. 데이터 수집 회로가 배터리 상태 정보를 수집한 후 전자 제어 장치가 데이터를 처리 및 분석하고 분석 결과를 기반으로 시스템 내 관련 기능 모듈에 제어 명령을 내리고 정보를 외부 세계로 전송합니다.

에이시-BP24-300A400Abms 테스터 기계, 높은 수준의 자동화, 빠른 테스트 속도 및 높은 테스트 정확도. 과충전 보호, 과충전 복구, 과방전 보호, 과방전 복구, 과전류 보호(과충전 전류 및 과방전 전류), 내부 저항, 자체-소비, 단락 보호, 과충전 보호 시간, 과전류 보호 시간, 과방전 보호 시간, 밸런스 전류, 밸런스 전압 등의 테스트 기능이 있습니다.

자동차 전력 시스템에 배터리를 사용하는 것은 복잡한 과정입니다. 배터리는 안전성, 전력 밀도, 에너지 밀도를 향상시키고 자체 방전율과 비용을 줄여야-합니다. 또한 배터리 일관성,-배터리 간 연결, 누출 방지 및 고전압 안전, 환기 및 방열, 배터리 팩의 방수 및 방진, 시스템 유지 관리성 등 차량 사용과 관련된 많은 특수 문제를 고려해야 합니다. 이러한 문제를 해결해야만 전력 배터리를 전기 자동차에 널리 사용할 수 있습니다.

에이시 인텔리전트에너지 저장 시스템(ESS), 무인 항공기(UAV), 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전동 공구, 이륜차 및 삼륜차 및 관련 응용 분야에 사용되는 리튬 이온 배터리 팩 전용 반자동 및 완전 자동 조립 라인을 위한 통합 솔루션을 전문적으로 제공합니다. 또한, 셀 그레이딩기, 배터리 분류기, 절연지 접착기, CCD 테스터, 수동/자동 배터리 스폿 용접기, BMS 테스터, 배터리 종합 테스터, 배터리 팩 테스트 시스템 등 배터리 팩 조립 장비 전체를 공급하고 있습니다.

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