배터리 관리 시스템(BMS)은 LFP 및 삼원계 리튬 배터리(NCM/NCA)를 포함한 리튬 이온 배터리의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. BMS의 주된 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 벗어나 작동하는 것을 방지합니다. 여러 개의 셀이 직렬로 연결된 배터리 팩(배터리 스트링)에서는 BMS가 각 셀의 밸런싱을 관리합니다. BMS에 문제가 발생하면 배터리가 취약해지고 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
1. 과충전 또는 과방전
BMS(배터리 관리 시스템)의 가장 중요한 기능 중 하나는 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하는 것입니다. 과충전은 특히 삼원계 리튬(NCM/NCA) 배터리와 같이 에너지 밀도가 높은 배터리에 매우 위험합니다. 이러한 배터리는 열폭주 현상이 발생하기 쉽기 때문입니다. 열폭주는 배터리 전압이 안전 한계를 초과하여 과도한 열이 발생하는 현상으로, 폭발이나 화재로 이어질 수 있습니다. 반대로 과방전은 셀에 영구적인 손상을 초래할 수 있으며, 특히 LFP 배터리의 경우 심방전 후 용량이 감소하고 성능이 저하될 수 있습니다. 두 종류의 배터리 모두에서 BMS가 충전 및 방전 중 전압을 제대로 조절하지 못하면 배터리 팩에 돌이킬 수 없는 손상을 초래할 수 있습니다.
2. 과열 및 열폭주
삼원계 리튬 배터리(NCM/NCA)는 열 안정성이 더 우수한 것으로 알려진 LFP 배터리보다 고온에 특히 민감합니다. 그러나 두 종류 모두 세심한 온도 관리가 필요합니다. 정상적인 BMS(배터리 관리 시스템)는 배터리 온도를 모니터링하여 안전한 범위 내에 유지되도록 합니다. BMS에 문제가 발생하면 과열이 발생하여 열폭주라고 하는 위험한 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다. 여러 개의 셀이 직렬로 연결된 배터리 팩(배터리 스트링)에서 열폭주는 한 셀에서 다음 셀로 빠르게 전파되어 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. 전기 자동차와 같은 고전압 애플리케이션에서는 에너지 밀도와 셀 수가 훨씬 많기 때문에 이러한 위험이 증폭되어 심각한 결과를 초래할 가능성이 높아집니다.
3. 배터리 셀 간의 불균형
특히 전기 자동차와 같이 고전압 구성을 가진 다중 셀 배터리 팩에서는 셀 간 전압 균형을 맞추는 것이 매우 중요합니다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 팩 내 모든 셀의 전압 균형을 유지하는 역할을 합니다. BMS에 문제가 발생하면 일부 셀은 과충전되고 다른 셀은 과충전되지 않은 상태로 남을 수 있습니다. 여러 개의 배터리 스트링으로 구성된 시스템에서 이러한 불균형은 전체 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 안전상의 위험을 초래할 수 있습니다. 특히 과충전된 셀은 과열되어 치명적인 고장을 일으킬 위험이 있습니다.
4. 모니터링 및 데이터 로깅 손실
에너지 저장 장치나 전기 자동차에 사용되는 것과 같은 복잡한 배터리 시스템에서 BMS(배터리 관리 시스템)는 배터리 성능을 지속적으로 모니터링하여 충전 주기, 전압, 온도 및 개별 셀 상태에 대한 데이터를 기록합니다. 이러한 정보는 배터리 팩의 상태를 파악하는 데 매우 중요합니다. BMS에 문제가 발생하면 이러한 중요한 모니터링이 중단되어 팩 내 셀의 작동 상태를 추적할 수 없게 됩니다. 특히 여러 개의 셀이 직렬로 연결된 고전압 배터리 시스템의 경우, 셀 상태를 모니터링할 수 없게 되면 갑작스러운 전력 손실이나 과열 현상과 같은 예기치 않은 고장이 발생할 수 있습니다.
5. 정전 또는 효율 저하
BMS(빌드 관리 시스템) 고장은 효율 저하 또는 심지어 완전한 정전으로 이어질 수 있습니다. 적절한 관리가 이루어지지 않으면 이러한 문제가 발생할 수 있습니다.전압온도 및 셀 밸런싱에 문제가 발생하면 시스템이 추가 손상을 방지하기 위해 종료될 수 있습니다. 이러한 상황이 발생하는 응용 분야에서는고전압 배터리 스트링전기 자동차나 산업용 에너지 저장 장치와 같은 것들이 관련되어 있는 경우, 이는 갑작스러운 전력 손실로 이어져 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 예를 들어,삼원 리튬전기차가 주행 중 배터리 팩이 예기치 않게 꺼질 수 있어 위험한 주행 상황을 초래할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 11일
