BMS(배터리 관리 시스템)는 태양광 시스템 배터리의 수명을 향상시키는 강력한 도구입니다. BMS는 또한 배터리의 안전성과 신뢰성을 보장하는 데 도움을 줍니다. 아래에서는 BMS 시스템과 사용자가 얻는 이점에 대해 자세히 설명합니다.
BMS 시스템 작동 방식
리튬 배터리용 BMS는 특수 컴퓨터와 센서를 사용하여 배터리 작동 방식을 제어합니다. 센서는 온도, 충전 속도, 배터리 용량 등을 테스트합니다. BMS 시스템에 내장된 컴퓨터는 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 계산을 수행합니다. BMS의 목표는 태양 전지 저장 시스템의 수명을 향상시키는 동시에 안전하고 신뢰할 수 있는 작동을 보장하는 것입니다.
배터리 관리 시스템의 구성 요소
BMS(배터리 관리 시스템)는 배터리 팩의 최적의 성능을 제공하기 위해 여러 핵심 구성 요소가 함께 작동합니다. 구성 요소는 다음과 같습니다.
배터리 충전기
충전기는 배터리 팩에 올바른 전압과 흐름 속도로 전력을 공급하여 배터리 팩이 최적으로 충전되도록 보장합니다.
배터리 모니터
배터리 모니터는 배터리의 상태와 충전 상태, 온도와 같은 기타 중요한 정보를 모니터링하는 센서 모음입니다.
배터리 컨트롤러
컨트롤러는 배터리 팩의 충전 및 방전을 관리합니다. 배터리 팩에 전력이 최적으로 공급되고 배출되도록 보장합니다.
커넥터
이 커넥터는 BMS 시스템, 배터리, 인버터, 그리고 태양광 패널을 연결합니다. 이를 통해 BMS가 태양광 시스템의 모든 정보에 접근할 수 있습니다.
BMS 배터리 관리 시스템의 특징
모든 리튬 배터리용 BMS는 고유한 기능을 가지고 있습니다. 그중에서도 가장 중요한 두 가지 기능은 배터리 팩 용량을 보호하고 관리하는 것입니다. 배터리 팩 보호는 전기적 보호와 열적 보호 기능을 통해 이루어집니다.
전기적 보호는 안전 작동 영역(SOA)을 초과하면 배터리 관리 시스템이 종료됨을 의미합니다. 열 보호는 배터리 팩을 SOA 범위 내로 유지하기 위해 능동 또는 수동 온도 조절 방식을 사용할 수 있습니다.
배터리 용량 관리와 관련하여, 리튬 배터리용 BMS는 용량을 극대화하도록 설계되었습니다. 용량 관리가 제대로 이루어지지 않으면 배터리 팩은 결국 쓸모없게 됩니다.
용량 관리의 필수 조건은 배터리 팩의 각 배터리가 성능이 약간씩 다르다는 것입니다. 이러한 성능 차이는 누설률에서 가장 두드러집니다. 새 배터리 팩은 최적의 성능을 발휘할 수 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 배터리 셀 성능 차이가 커집니다. 결과적으로 성능 손상으로 이어질 수 있으며, 결과적으로 배터리 팩 전체의 작동 환경이 안전하지 않게 됩니다.
요약하자면, BMS 배터리 관리 시스템은 가장 많이 충전된 셀의 전하를 제거하여 과충전을 방지합니다. 또한, 충전량이 적은 셀에 더 많은 충전 전류를 공급할 수 있도록 합니다.
리튬 배터리용 BMS는 충전 전류의 일부 또는 거의 전부를 충전된 셀 주변으로 흐르도록 합니다. 결과적으로 충전량이 적은 셀이 더 오랫동안 충전 전류를 받게 됩니다.
BMS 배터리 관리 시스템이 없으면 먼저 충전된 셀이 계속 충전되어 과열로 이어질 수 있습니다. 리튬 배터리는 우수한 성능을 제공하지만, 과도한 전류가 흐르면 과열되는 문제가 있습니다. 리튬 배터리가 과열되면 성능이 크게 저하됩니다. 최악의 경우, 배터리 팩 전체가 고장날 수 있습니다.
리튬 배터리용 BMS 유형
배터리 관리 시스템은 다양한 사용 사례와 기술에 따라 간단하거나 매우 복잡할 수 있습니다. 하지만 모든 시스템은 배터리 팩 관리를 목표로 합니다. 가장 일반적인 분류는 다음과 같습니다.
중앙 집중식 BMS 시스템
리튬 배터리용 중앙집중형 BMS는 배터리 팩에 단일 BMS 배터리 관리 시스템을 사용합니다. 모든 배터리는 BMS에 직접 연결됩니다. 이 시스템의 주요 장점은 소형이라는 점과 더불어 가격이 저렴하다는 점입니다.
가장 큰 단점은 모든 배터리가 BMS 장치에 직접 연결되기 때문에 배터리 팩에 연결하기 위해 많은 포트가 필요하다는 것입니다. 이로 인해 전선, 커넥터, 케이블이 많이 필요하게 됩니다. 대용량 배터리 팩의 경우, 이는 유지 관리 및 문제 해결을 복잡하게 만들 수 있습니다.
리튬 배터리용 모듈형 BMS
중앙 집중형 BMS처럼 모듈형 시스템은 배터리 팩의 전용 부분에 연결됩니다. 모듈형 BMS 장치는 성능을 모니터링하는 주 모듈에 연결되는 경우도 있습니다. 가장 큰 장점은 문제 해결 및 유지 관리가 더 간단하다는 것입니다. 하지만 모듈형 배터리 관리 시스템의 단점은 비용이 더 많이 든다는 것입니다.
액티브 BMS 시스템
능동형 BMS 배터리 관리 시스템은 배터리 팩의 전압, 전류 및 용량을 모니터링합니다. 이 정보를 사용하여 시스템의 충전 및 방전을 제어하여 배터리 팩이 안전하게 작동하고 최적의 수준으로 작동하도록 보장합니다.
패시브 BMS 시스템
리튬 배터리용 수동 BMS는 전류와 전압을 모니터링하지 않습니다. 대신, 간단한 타이머를 사용하여 배터리 팩의 충전 및 방전 속도를 조절합니다. 효율은 떨어지지만, 구매 비용은 훨씬 저렴합니다.
BMS 배터리 관리 시스템 사용의 이점
배터리 저장 시스템은 몇 개 또는 수백 개의 리튬 배터리로 구성될 수 있습니다. 이러한 배터리 저장 시스템은 최대 800V의 전압 정격과 300A 이상의 전류를 가질 수 있습니다.
이러한 고전압 팩을 잘못 관리하면 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 배터리 팩을 안전하게 작동하려면 BMS(배터리 관리 시스템)를 설치하는 것이 중요합니다. 리튬 배터리용 BMS의 주요 이점은 다음과 같습니다.
안전한 작동
중대형 배터리 팩의 안전한 작동을 보장하는 것은 필수적입니다. 그러나 휴대폰과 같은 소형 기기조차도 적절한 배터리 관리 시스템이 설치되지 않으면 화재가 발생하는 것으로 알려져 있습니다.
향상된 신뢰성 및 수명
배터리 관리 시스템은 배터리 팩 내의 셀이 안전한 작동 범위 내에서 사용되도록 보장합니다. 그 결과, 배터리는 과충전 및 과방전으로부터 보호되어 수년간 안정적으로 작동할 수 있는 안정적인 태양광 시스템을 구축합니다.
뛰어난 범위와 성능
BMS는 배터리 팩 내 개별 유닛의 용량을 관리하는 데 도움을 줍니다. 최적의 배터리 팩 용량을 확보할 수 있도록 보장합니다. BMS는 자가 방전, 온도 및 일반적인 소모의 변화를 고려하며, 이러한 요소들을 제대로 관리하지 않으면 배터리 팩이 무용지물이 될 수 있습니다.
진단 및 외부 커뮤니케이션
BMS는 배터리 팩을 지속적으로 실시간으로 모니터링할 수 있도록 합니다. 현재 사용량을 기반으로 배터리 상태와 예상 수명을 정확하게 예측합니다. 또한, 제공되는 진단 정보를 통해 심각한 문제가 발생하기 전에 조기에 감지할 수 있습니다. 재정적인 측면에서는 배터리 팩 교체를 위한 적절한 계획을 세우는 데 도움이 될 수 있습니다.
장기적으로 비용 절감
BMS는 새 배터리 팩의 높은 비용 외에도 초기 비용이 높습니다. 하지만 BMS가 제공하는 관리 감독과 보호 기능은 장기적으로 비용 절감을 보장합니다.
요약
BMS(배터리 관리 시스템)는 태양광 시스템 소유자가 배터리 뱅크의 작동 방식을 이해하는 데 도움이 되는 강력하고 효과적인 도구입니다. 또한 배터리 팩의 안전성, 수명 및 신뢰성을 향상시키면서 건전한 재정적 결정을 내리는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 결과적으로 리튬 배터리용 BMS 소유자는 투자한 비용을 최대한 활용할 수 있습니다.
