배터리 관리 시스템(BMS)은 LFP 및 삼원 리튬 배터리(NCM/NCA)를 포함한 리튬 이온 배터리의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. BMS의 주요 목적은 전압, 온도, 전류와 같은 다양한 배터리 매개변수를 모니터링하고 조절하여 배터리가 안전한 범위 내에서 작동하도록 하는 것입니다. 또한 BMS는 배터리가 과충전, 과방전되거나 최적 온도 범위를 벗어나는 것을 방지합니다. 여러 셀(배터리 스트링)로 구성된 배터리 팩에서 BMS는 개별 셀의 밸런싱을 관리합니다. BMS에 장애가 발생하면 배터리는 취약해지고 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
1. 과충전 또는 과방전
BMS의 가장 중요한 기능 중 하나는 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하는 것입니다. 3원 리튬(NCM/NCA)과 같은 고에너지 밀도 배터리의 경우, 과충전은 열 폭주에 취약하기 때문에 특히 위험합니다. 과충전은 배터리 전압이 안전 한계를 초과하여 과도한 열을 발생시켜 폭발이나 화재로 이어질 수 있습니다. 반면, 과방전은 셀, 특히 LFP 배터리의 셀에 영구적인 손상을 초래할 수 있으며, 심방전 후 용량이 감소하고 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 두 유형 모두 BMS가 충전 및 방전 중 전압을 제대로 조절하지 못하면 배터리 팩에 돌이킬 수 없는 손상을 초래할 수 있습니다.
2. 과열 및 열 폭주
3원계 리튬 배터리(NCM/NCA)는 열 안정성이 뛰어난 것으로 알려진 LFP 배터리보다 고온에 특히 민감합니다. 하지만 두 배터리 모두 세심한 온도 관리가 필요합니다. BMS는 배터리 온도를 모니터링하여 안전 범위 내로 유지합니다. BMS에 고장이 발생하면 과열이 발생하여 열 폭주라는 위험한 연쇄 반응이 발생할 수 있습니다. 여러 셀(배터리 스트링)로 구성된 배터리 팩에서는 열 폭주가 한 셀에서 다음 셀로 빠르게 전파되어 심각한 고장으로 이어질 수 있습니다. 전기 자동차와 같은 고전압 애플리케이션의 경우, 에너지 밀도와 셀 수가 훨씬 높아 심각한 결과 발생 가능성이 높기 때문에 이러한 위험이 더욱 커집니다.
3. 배터리 셀 간 불균형
다중 셀 배터리 팩, 특히 전기차와 같이 고전압 구성을 가진 배터리 팩에서는 셀 간 전압 밸런싱이 매우 중요합니다. BMS는 팩 내 모든 셀의 전압 밸런싱을 담당합니다. BMS에 문제가 발생하면 일부 셀은 과충전되고 다른 셀은 저충전 상태로 유지될 수 있습니다. 여러 개의 배터리 스트링을 사용하는 시스템에서 이러한 불균형은 전체 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 안전 위험을 초래합니다. 특히 과충전된 셀은 과열될 위험이 있으며, 이는 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.
4. 모니터링 및 데이터 로깅 손실
에너지 저장 장치나 전기 자동차와 같은 복잡한 배터리 시스템에서 BMS는 배터리 성능을 지속적으로 모니터링하고 충전 사이클, 전압, 온도 및 개별 셀 상태에 대한 데이터를 기록합니다. 이 정보는 배터리 팩의 상태를 파악하는 데 매우 중요합니다. BMS에 장애가 발생하면 이 중요한 모니터링 기능이 중단되어 팩 내 셀의 작동 상태를 추적할 수 없게 됩니다. 여러 셀이 직렬로 연결된 고전압 배터리 시스템의 경우, 셀 상태를 모니터링하지 못하면 갑작스러운 정전이나 열 발생과 같은 예기치 않은 고장으로 이어질 수 있습니다.
5. 정전 또는 효율성 저하
BMS에 오류가 발생하면 효율이 떨어지거나 심지어 전력 공급이 완전히 중단될 수 있습니다. 적절한 관리 없이는전압, 온도 및 셀 밸런싱으로 인해 추가 손상을 방지하기 위해 시스템이 종료될 수 있습니다.고전압 배터리 스트링전기 자동차나 산업용 에너지 저장 장치와 같은 장비가 관련될 경우, 이는 갑작스러운 정전으로 이어져 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 예를 들어,3원 리튬전기 자동차가 주행 중일 때 배터리 팩이 예기치 않게 꺼져 위험한 주행 상황이 발생할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 11일
