11 배터리 관리 시스템 BMS 기술 요구사항
1. 안전 요구 사항
과충전 방지: 충전 중 배터리 전압이 안전 한계를 초과하는 것을 방지합니다.
과방전 보호: 방전 중에 배터리 전압이 안전 한계 이하로 떨어지는 것을 방지합니다.
단락 보호: 실시간 모니터링 및 신속한 전원 차단으로 단락으로 인한 손상을 방지합니다.
과열 보호: 배터리 온도를 모니터링하고 과열 시 해당 조치를 취합니다(예: 충전 전원 감소 또는 전원 차단).
2. 정확성 요구 사항 모니터링
전압 모니터링: 각 배터리 셀의 전압 측정은 일반적으로 ± 1% 이내의 높은 정확도를 갖습니다.
전류 모니터링: 전류 센서는 높은 동적 응답 기능을 갖추고 있으며 충전 및 방전 전류를 실시간으로 정확하게 모니터링할 수 있습니다.
온도 모니터링: 배터리 팩의 온도 변화를 모니터링하려면 여러 온도 센서가 필요합니다.
3. 균형 잡힌 관리 요구 사항
균형 전략: 효과적인 균형 계획(수동 또는 능동)을 구현하여 배터리 셀 간 전기량의 일관성을 보장합니다.
평형 효율: 평형 과정 중 에너지 손실은 시스템의 전체 효율을 향상시키기 위해 가능한 한 최소화되어야 합니다.
4. 의사소통 요구사항
통신 프로토콜: 외부 장치(예: 충전기, 인버터, 모니터링 시스템)와의 데이터 교환을 위해 여러 통신 프로토콜(예: CAN, RS485, MODBUS 등)을 지원합니다.
데이터 전송 속도: 실시간 데이터 전송을 보장하고 응답 속도 요구 사항을 충족합니다.
5. 데이터 처리 능력
상태 추정: 배터리의 SOC(충전 상태) 및 SOH(상태 상태)를 실시간으로 추정합니다.
데이터 기록 및 분석: 데이터 기록 및 분석 기능을 통해 사용자가 배터리의 사용법과 성능을 이해하는 데 도움이 됩니다.
6. 간섭 방지 기능
전자기 호환성(EMC): BMS가 전자기 간섭 환경에서 정상적으로 작동하는지 확인하여 간섭으로 인한 오작동을 방지합니다.
방수 및 방진: 일부 응용 분야에서는 BMS가 열악한 환경에 적응하기 위해 특정 방수 및 방진 기능을 갖추어야 합니다.
7. 신뢰성과 안정성
오류 감지: 자가 진단 및 오류 감지가 가능하며 적시에 오류를 식별하고 보고할 수 있습니다.
내결함성 메커니즘: 부분적인 오류가 발생하는 경우 시스템은 안전하게 계속 작동하고 전체 시스템에 미치는 영향을 줄일 수 있어야 합니다.
8. 호환성 및 확장성
모듈형 설계: BMS는 확장 및 업그레이드가 용이한 우수한 모듈형 설계를 갖추어야 합니다.
다양한 배터리 유형 지원: 다양한 유형의 배터리(예: 리튬 이온, 납산 등)와 호환 가능합니다.
9. 사용자 인터페이스 요구사항
친숙한 사용자 인터페이스: 직관적인 디스플레이 및 작동 인터페이스를 제공하여 사용자가 모니터링하고 작동하는 것이 편리합니다.
경보 및 프롬프트 기능: 비정상적인 상황이 발생하면 적시에 경보 및 프롬프트가 발행되어 사용자가 적시에 문제를 처리할 수 있도록 합니다.
10. 에너지 효율 요구 사항
에너지 소비 최적화: 전반적인 에너지 효율성과 배터리 수명을 향상하려면 BMS 자체의 전력 소비가 최대한 낮아야 합니다.
기술 요구 사항은 배터리 관리 시스템의 설계 기반을 형성하여 다양한 작업 조건에서 안전하고 효율적이며 안정적인 작동을 보장합니다. 특정 운영 프로세스 중에는 특정 애플리케이션 요구 사항 및 사용 환경에 따라 조정 및 최적화가 이루어져야 합니다.
12 BMS의 응용분야
신에너지 생성 및 에너지 저장 시스템: 태양 에너지, 풍력 에너지 등 신에너지 생성 분야에서 전기 에너지의 안전하고 효율적인 저장 및 방출을 보장하고 에너지 활용 효율성을 향상시킵니다.
마이크로그리드 시스템: 마이크로그리드에서 BMS는 분산 에너지의 스케줄링 및 관리를 최적화하는 핵심 구성 요소 중 하나 역할을 하여 마이크로그리드 시스템의 안정적인 운영을 보장합니다.
이동통신 기지국 에너지 저장장치: 이동통신 기지국은 통신 네트워크의 안정적인 운영을 보장하기 위해 백업 전원을 지원하고 전력망이 불안정하거나 정전되는 경우 중요한 전원 공급을 보장합니다.
가정용 에너지 저장 시스템: 가정용 에너지 저장 시스템에서는 태양광 패널과 같은 분산형 발전 장비를 사용하여 가정용 전력 소비 및 에너지 관리의 자급자족을 달성합니다.
전기차 충전 인프라: 전기차 충전소에서는 충전 프로세스가 안전할 뿐만 아니라 에너지 저장 시스템을 통해 전력망의 안정성과 충전 성능도 향상됩니다.
산업용 에너지 저장 애플리케이션: 산업 분야에서 BMS는 에너지 저장 시스템에 사용되어 전력 피크 절감을 달성하고 전기 요금을 최적화하며 백업 전원 역할을 합니다.
그리드 및 발전소 에너지 저장: 주파수 조절, 간헐적인 전원 및 부하 변화에 대한 동적 적응, 그리드의 백업 전원으로 그리드 측에서 사용됩니다.
13 BMS 시장 분석
"이중 탄소"를 배경으로 한 에너지 상황은 중국의 신에너지 발전+중앙 집중식 에너지 저장, 분산 에너지 저장+충전 파일이 에너지 저장 시스템에 대한 엄청난 수요를 가지기 때문에 에너지 저장 BMS 시장의 급속한 성장을 촉진했습니다. 현재 에너지저장장치 시장에는 배터리 제조업체, 신에너지 자동차 BMS 제조업체, PCS 제조업체, 전문 통합업체 등 에너지저장장치 BMS 연구개발 전문업체 등 BMS 공급업체가 있다. 중국 에너지 저장 시스템의 설치 용량은 앞으로도 안정적인 성장 추세를 유지할 것으로 예상되며, 리튬 배터리 에너지 저장 및 가정용 에너지 저장 시장은 향후 5년 동안 연평균 약 50%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. .
이러한 추세에 힘입어 에너지저장 BMS 시장은 향후 5년간 연평균 약 50%의 성장률로 빠르게 성장해 2027년에는 수백억 위안 규모에 이를 것으로 예상된다.
14 BMS 현황과 향후 동향
BMS 제조에 참여하는 제조업체 분류
1. 자동차 제조사(최종 사용자)
이들 제조업체는 전원 배터리 BMS 분야에서 지배적인 역량을 보유하고 있습니다.
해외: General Motors, Tesla 등
국내 : BYD, Huating Power 등
2. 배터리 공장
배터리 셀 제조업체, PACK 제조업체 포함.
대표 기업 : Samsung, CATL, Xinwangda, Desai Battery, Tuobang Co., Ltd., Beijing Plaid 등
3. 전문 BMS 제조업체
이러한 제조업체는 전력 전자 기술 분야에서 수년간의 경험을 보유하고 있으며 대학 또는 관련 기업 배경을 갖춘 연구 개발 팀을 보유하고 있는 경우가 많습니다.
대표 기업 : Yineng Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xieneng Technology, Sci Tech Electronics 등
에너지저장전지 BMS 시장현황
자동차 제조사가 주도하는 동력전지 BMS와 달리 에너지저장전지 최종 사용자들은 아직 BMS 연구·제조에 참여하지 않고 있다. 에너지 저장장치 시장은 아직 초기 단계이고 절대 우위를 점하는 중요한 플레이어가 부족하여 에너지 저장 BMS에 중점을 둔 배터리 공장 및 제조업체의 개발 여지가 남아 있습니다.
에너지 저장장치 시장이 정착되면 배터리 공장과 BMS 전문 제조업체가 경쟁할 수 있는 기회가 많아지고 경쟁 저항도 줄어들 것이다.
전문 BMS 제조업체의 현황
현재 에너지 저장 장치 BMS 개발에 주력하는 전문 제조업체는 거의 없습니다. 이는 주로 에너지 저장 장치의 향후 개발에 대한 시장의 의구심 때문입니다. 많은 제조업체가 에너지 저장 배터리용으로 전기 자동차 BMS를 구매하는데, 이는 전기 자동차 BMS 제조업체가 향후 에너지 저장 프로젝트의 중요한 공급업체가 될 수 있음을 나타냅니다.
표준화 및 모듈화 개발 방향
현재 다양한 에너지 저장 시스템 공급업체가 다양한 설계와 정의로 제공하는 BMS에 대한 통일된 표준이 부족합니다. 배터리에 맞는 SOX 알고리즘, 밸런싱 기술, 통신 데이터 내용은 달라질 수 있습니다. 이러한 차이는 적용 비용을 증가시키고 산업 발전에 도움이 되지 않습니다. 따라서 BMS의 표준화와 모듈화는 향후 중요한 개발방향이 될 것이다.