배터리 관리 시스템(BMS)은 LFP 및 삼원리튬 배터리(NCM/NCA)를 포함한 리튬 이온 배터리의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 주요 목적은 전압, 온도, 전류 등 다양한 배터리 매개변수를 모니터링하고 조절하여 배터리가 안전한 한도 내에서 작동하는지 확인하는 것입니다. BMS는 또한 배터리가 과충전, 과방전되거나 최적 온도 범위를 벗어나 작동하지 않도록 보호합니다. 여러 시리즈의 셀(배터리 스트링)로 구성된 배터리 팩에서 BMS는 개별 셀의 균형을 관리합니다. BMS에 장애가 발생하면 배터리는 취약한 상태가 되며 그 결과는 심각할 수 있습니다.
1. 과충전 또는 과방 전
BMS의 가장 중요한 기능 중 하나는 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하는 것입니다. 과충전은 열 폭주에 취약하기 때문에 삼원 리튬(NCM/NCA)과 같은 고에너지 밀도 배터리의 경우 특히 위험합니다. 이는 배터리 전압이 안전 한도를 초과하여 과도한 열이 발생하여 폭발이나 화재가 발생할 수 있는 경우에 발생합니다. 반면에 과방전은 셀에 영구적인 손상을 초래할 수 있으며, 특히 LFP 배터리의 경우 심방전 후 용량이 감소하고 성능이 저하될 수 있습니다. 두 가지 유형 모두에서 BMS가 충전 및 방전 중에 전압을 조절하지 못하면 배터리 팩에 돌이킬 수 없는 손상이 발생할 수 있습니다.
2. 과열 및 열 폭주
3원리 리튬 배터리(NCM/NCA)는 열 안정성이 더 우수한 것으로 알려진 LFP 배터리보다 특히 고온에 민감합니다. 그러나 두 유형 모두 세심한 온도 관리가 필요합니다. 기능적인 BMS는 배터리 온도를 모니터링하여 배터리가 안전한 범위 내에 유지되도록 합니다. BMS에 장애가 발생하면 과열이 발생하여 열폭주라는 위험한 연쇄 반응이 발생할 수 있습니다. 일련의 셀(배터리 스트링)로 구성된 배터리 팩에서 열 폭주는 한 셀에서 다음 셀로 빠르게 전파되어 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. 전기 자동차와 같은 고전압 애플리케이션의 경우 에너지 밀도와 셀 수가 훨씬 높아 심각한 결과가 발생할 가능성이 높기 때문에 이러한 위험이 확대됩니다.
3. 배터리 셀 간의 불균형
다중 셀 배터리 팩, 특히 전기 자동차와 같은 고전압 구성의 배터리 팩에서는 셀 간의 전압 균형을 맞추는 것이 중요합니다. BMS는 팩의 모든 셀이 균형을 이루도록 하는 역할을 합니다. BMS에 오류가 발생하면 일부 셀은 과충전되고 다른 셀은 과충전 상태로 유지될 수 있습니다. 여러 개의 배터리 스트링이 있는 시스템에서 이러한 불균형은 전반적인 효율성을 감소시킬 뿐만 아니라 안전 위험도 초래합니다. 특히 과충전된 셀은 과열될 위험이 있으며, 이로 인해 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다.
4. 모니터링 및 데이터 로깅 손실
에너지 저장 장치나 전기 자동차에 사용되는 것과 같은 복잡한 배터리 시스템에서 BMS는 배터리 성능을 지속적으로 모니터링하고 충전 주기, 전압, 온도 및 개별 셀 상태에 대한 데이터를 기록합니다. 이 정보는 배터리 팩의 상태를 이해하는 데 매우 중요합니다. BMS에 오류가 발생하면 이 중요한 모니터링이 중단되어 팩의 셀이 얼마나 잘 작동하는지 추적하는 것이 불가능해집니다. 여러 시리즈의 셀이 포함된 고전압 배터리 시스템의 경우 셀 상태를 모니터링할 수 없으면 갑작스러운 전력 손실이나 발열 현상과 같은 예상치 못한 오류가 발생할 수 있습니다.
5. 정전 또는 효율성 감소
BMS에 장애가 발생하면 효율성이 저하되거나 심지어 전체 정전이 발생할 수도 있습니다. 적절한 관리 없이전압, 온도 및 셀 밸런싱으로 인해 추가 손상을 방지하기 위해 시스템이 종료될 수 있습니다. 응용 프로그램에서고전압 배터리 스트링전기 자동차나 산업용 에너지 저장 장치와 같은 관련 장치는 갑작스러운 전력 손실로 이어질 수 있으며 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 예를 들어,삼원리튬전기 자동차가 움직이는 동안 배터리 팩이 예기치 않게 종료되어 위험한 운전 상황이 발생할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 11일
