배터리 관리 시스템(BMS)은 무엇을 관리합니까?

신에너지 차량, 에너지 저장 발전소, 리튬 배터리 장비에서 리튬 배터리 팩의 안전하고 효율적이며 긴 수명을 보장하는{0}} 작동은 BMS(배터리 관리 시스템)에 크게 의존합니다. 많은 사람들은 배터리에 전력이 있고 에너지를 저장할 수 있다는 것만 알고 있을 뿐 BMS가 배터리의 중요한 "두뇌"라는 사실은 모르고 있습니다. 5가지 핵심 기능을 결합한 이 기사에서는 BMS에서 관리하는 배터리 관리의 주요 측면을 완전히 분석합니다.

전체 BMS 칩은 감지, 보호, 밸런싱, 열 관리 및 통신이라는 5가지 측면에서 작동하여 완벽한 배터리 관리 폐쇄 루프를 형성합니다.

1. 감지:실시간-모니터링, 배터리 전체 상태 파악

BMS는 배터리의 "오감"과 같아서 전압, 전류, 온도라는 세 가지 핵심 데이터 포인트를 연중무휴 24시간 지속적으로 수집합니다. 총 전압, 개별 셀 전압, 총 회로 전류 및 다중{3}}온도 데이터 수집을 통해 각 셀의 실시간{4}}작동 조건을 정확하게 캡처하여 모든 기능에 대한 데이터 기반을 제공합니다.

2. 보호:배터리 안전을 보호하는 4{0}}접이식 쉴드입니다. 센서에서 수집한 데이터를 기반으로 BMS는 배터리 화재, 부풀어오름 및 고장 위험을 제거하기 위해 과충전 보호, 과{3}}방전 보호, 과전류 보호, 과{4}}온도 보호 등 4개-계층 안전 보호 메커니즘을 통합합니다. 데이터가 위험 임계값에 도달하면 회로가 즉시 차단되고 전력이 제한됩니다.

3. 균형:동기화된 충전 및 방전을 위한 셀 조정. 리튬-이온 배터리 팩은 직렬로 연결된 수십 또는 수백 개의 셀로 구성됩니다. 공장 출하 시와 장기간 사용 시 셀 용량 및 전압 차이가 발생할 수 있으며-"가장 약한 링크" 효과로 인해 팩의 전체 사용 가능 용량이 크게 감소합니다. 밸런싱 기능은 셀 전압을 통일하고 전압 차이를 제거하며 전체 배터리 용량과 수명을 향상시킵니다.

4. 열 관리:최적의 배터리 작동 온도를 유지합니다. 리튬-이온 배터리 성능은 온도-에 따라 크게 달라집니다. 저온-충전은 쉽게 리튬 도금 및 셀 손상을 초래하는 반면, 고온-충전 및 방전은 성능 저하를 가속화하고 안전 위험을 초래합니다. BMS는 열 관리 시스템과 함께 발열체를 활성화하여 저온에서 배터리를 예열하고 팬과 액체 냉각 파이프를 활성화하여 고온에서 열을 방출하여 배터리를 최적의 작동 범위 내로 고정합니다.

5. 커뮤니케이션:상향 및 하향 통신으로 차량과 사용자 간의 정보 교환을 촉진합니다.

BMS는 배터리의 외부 "대변인" 역할을 합니다. 내부적으로 데이지-체인 연결을 통해 각 셀에서 데이터를 수집합니다. 외부적으로는 CAN 버스를 통해 차량의 VCU 및 충전소와 상호 작용하여 데이터를 클라우드 및 모바일 앱에 동시에 동기화합니다. 전원 및 배터리 잔량 신호를 차량에 출력하고 남은 주행 거리와 배터리 상태를 소유자에게 표시할 수 있습니다.

에이시-BP24-300A400Abms 테스터 기계리튬 배터리 보호 보드 및 배터리 관리 시스템(BMS)의 포괄적인 기능 검증을 위해 설계된{0}}고정밀 테스트 플랫폼입니다.

1. 원시 배터리 데이터의 종합적인 수집

BMS는 데이터 감지를 달성하기 위해 네 가지 유형의 데이터 수집 하드웨어를 사용합니다.

• 총 전압 측정: 배터리 팩의 전체 전압을 감지하여 전체 에너지 예비량을 결정합니다.
• 개별 셀 전압 측정: 각 개별 셀의 전압을 수집하여 비정상적인 전압이 있는 결함이 있는 셀을 정확하게 찾습니다.
• 총 전류 측정: 충전 및 방전 회로 전류를 모니터링하여 충전 및 방전량을 계산합니다.
• 다중-온도 측정: 배터리 팩 내의 여러 위치에 온도 프로브를 배치하여 셀 온도 상승을 실시간으로 모니터링합니다.

원시 데이터를 수집한 후 BMS는 4가지 핵심 상태 매개변수를 자동으로 계산하여 원시 데이터를 사용자와 차량이 이해할 수 있는 효과적인 정보로 변환합니다.

2. 4-겹 보호 쉴드

비정상적인 데이터를 감지하면 BMS는 즉시 계층형 보호를 활성화하여 소스에서 열 폭주 위험을 제거합니다.

• 과충전 방지: 충전 중 셀 전압이 상한선(기존 리튬 배터리의 경우 4.25V)에 도달하면 충전 회로가 자동으로 끊어져 추가 충전과 셀 부풀음 및 화재를 방지합니다.
• 과-방전 보호: 방전 전압이 하한(기존 리튬 배터리의 경우 2.8V)으로 떨어지면 방전 출력이 차단되어 깊은 셀 고갈로 인한 영구적인 손상을 방지합니다.
• 과전류 보호: 충전/방전 전류가 안전 임계값을 초과하면 퓨즈 또는 고{0}}전압 스위치가 트리거되어 연결이 끊어져 높은 전류가 셀을 파괴하는 것을 방지합니다.
• 과열-온도 보호: 배터리 온도가 안전 한계(일반적으로 55도)를 초과하면 출력 전력이 제한되거나 차단되어 냉각 및 열 방출이 시작됩니다.

간단히 말해서 감지는 BMS의 눈이고 보호는 손과 발입니다. 위험을 정확하게 식별해야만 배터리 안전을 보호하기 위한 조치를 신속하게 취할 수 있습니다.

1. 셀 밸런싱: 배럴 효과 극복 및 배터리 용량 극대화
여러 셀이 병렬 또는 직렬로 연결되면 상당한 전압 차이가 발생합니다. 충전 중에 전압이 가장 높은 셀이 먼저 완전히 충전되어 시스템이 강제로 충전을 중지하고 나머지 낮은{0}}전압 셀은 완전히 충전될 수 없습니다. 방전 중에는 전압이 가장 낮은 셀이 먼저 방전되어 시스템이 강제로 종료되는 반면, 고{1}}전압 셀은 여전히 ​​많은 양의 전하를 유지합니다. 이는 가장 약한 링크 셀이 배터리 팩의 전체 가용 용량을 결정하는 배럴 효과입니다. BMS는 두 가지 밸런싱 방법을 통해 셀 전압 차이를 완화합니다.

패시브 밸런싱:고전압 셀의 과도한 전하를 열로 방출하기 위해 저항기를 사용합니다-. 이 방법은 구조가 간단하고 비용이 저렴하지만 에너지가 낭비된다. 주로 저가-에너지 저장 장치와 저속-장비에 사용됩니다.

액티브 밸런싱:커패시터와 인덕터를 에너지 캐리어로 사용하여 과잉 전하를 고전압 셀에서 저전압 셀로-전송합니다. 이 방법은 에너지 낭비가 없고 균형 효율이 높으며 주류 신에너지 차량 및 고급 에너지 저장 장치에 널리 사용됩니다.-

균형을 맞춘 후에는 셀 전압이 일관되어 배터리 팩의 사용 가능한 용량이 늘어나고 사이클 수명이 크게 늘어납니다.

2. 데이터 상호 운용성을 위한 이중-계층 통신 네트워크

BMS 통신은 내부 네트워크와 외부 네트워크의 두 가지 네트워크로 구성됩니다.

• 내부 통신(데이지{0}}체인): 셀 획득 칩은 직렬로 연결되어 각 셀에서 전압 및 온도 데이터를 동기식으로 수집한 다음 주 제어 MCU에 집계됩니다.
• 외부 통신(CAN 버스 + 클라우드): CAN 라인을 통해 차량 컨트롤러(VCU) 및 충전 파일과 상호 작용합니다. 동시에 데이터가 클라우드 플랫폼과 모바일 앱에 업로드되므로 소유자는 언제든지 배터리 수준, 범위, 배터리 상태 및 오류 경보를 확인할 수 있습니다.

리튬 배터리는 온도에 매우 민감한-에너지 저장 구성요소입니다. 주변 온도가 낮으면 충전 중에 셀 내부에 리튬이 침착되어 배터리 용량이 영구적으로 손상될 수 있습니다. 고온에서 지속적인 고전력-충전 및 방전은 전해질 분해를 가속화하여 쉽게 열 폭주로 이어집니다. BMS(배터리 관리 시스템)는 전체 열 관리 시스템과 함께 작동하여 양방향 온도 제어를 달성합니다.

• 저온-조건: 내장된 발열체가 활성화되어 배터리 팩을 고르게 가열하므로 적절한 온도에 도달한 후에만 고전력 충전 및 방전이 가능합니다.-
• 고온-온도 조건: 냉각 팬과 액체 냉각 파이프가 활성화되어 셀에서 열을 제거하여 배터리 팩의 전체 온도를 낮추는 동시에 추가 과열을 방지하기 위해 출력 전력을 제한합니다. 배터리 수명 연장과 안전사고 예방을 위해서는 안정적인 온도 관리 환경이 중요합니다.

리튬 배터리 팩을 창고에, 셀을 전기 에너지를 저장하는 선반에 비유하면 BMS는{0}}집사, 경호원, 의사, 코디네이터 역할을 하는 만능 관리자입니다.

신에너지 승용차, 전기 세발자전거, 전기 자전거, 산업용 및 상업용 에너지 저장 장치, 휴대용 리튬 배터리 장치 등 무엇이든 잘 설계되고 완벽하게 작동하는 BMS는 리튬 배터리 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 위한 핵심 전제 조건이자 리튬 배터리 산업의 연구, 개발, 생산 및 재활용 프로세스에서 없어서는 안 될 핵심 구성 요소입니다.

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