AYAA는 LiFePO4 대체용으로 설계된 고품질 BMS 배터리를 제공합니다. 선도적인 중국 제조업체인 AYAA는 맞춤형 솔루션과 안정적인 제품 공급을 제공합니다.
해양 장비의 전기화 추세가 가속화됨에 따라 해양 BMS 배터리 시스템은 현대 선박 동력 시스템의 핵심 구성 요소가 되었습니다. 육상 응용 분야와 달리 해양 환경은 배터리 시스템에 대한 보다 엄격한 요구 사항을 제시하며, 염수 분무 부식, 높은 습도 및 심한 진동과 같은 가혹한 조건을 견뎌야 할 뿐만 아니라 높은 수준의 안전성과 신뢰성을 보유해야 합니다. 첨단 배터리 관리 시스템(BMS)이 장착된 해양 BMS 배터리 시스템은 셀 상태의 실시간 모니터링, 다중 보호 기능 실행 및 지능형 관리 기능을 통해 요트, 상업용 어선 및 해양 플랫폼을 포함한 다양한 선박에 안전하고 신뢰할 수 있는 전력 보증을 제공합니다.
이 포괄적인 가이드는 해양 BMS 배터리 시스템의 기술 원리, 구조 설계, 응용 시나리오, 선택 및 유지 관리 고려 사항에 대한 심층 분석을 제공하여 해양 엔지니어, 조선소 및 선주가 이 중요한 기술을 완전히 이해하고 해양 장비의 지속 가능한 개발을 위한 전문적인 지침을 제공할 수 있도록 도와줍니다.
BMS 배터리는 배터리 관리 시스템(BMS)이 장착된 배터리 팩을 말합니다. 기존의 일반 배터리에 비해 BMS 배터리 시스템은 더 높은 지능, 안전성 및 제어 가능성을 가지고 있습니다. 일반 배터리는 대부분 전압, 전류 및 온도와 같은 매개변수를 실시간으로 모니터링할 수 없는 단일 셀 형태이므로 고용량 또는 고속 사용 시나리오에서 안전 문제가 발생하기 쉽습니다.
대조적으로, BMS 배터리 시스템은 과전압 보호, 저전압 보호, 과전류 보호, 단락 보호, 온도 제어 및 밸런싱 관리와 같은 기능을 실행하여 실시간으로 셀 상태를 수집 및 조절할 수 있는 전자 시스템을 통합합니다.
일반 배터리는 원격 제어 및 소형 LED 장치와 같은 요구 사항이 낮은 응용 제품에 적합합니다. 그러나 BMS 배터리 시스템은 전기 자동차, 에너지 저장 시스템, 의료 장비 및 고전력 도구와 같은 분야에서 표준 구성입니다. 리튬 배터리 시스템에서는 셀 일관성과 열폭주 관리가 특히 중요하므로 BMS의 역할이 필수적입니다.
또한 BMS 시스템은 CAN, UART, SMBus와 같은 통신 인터페이스를 통해 외부 장치와 상호 작용할 수 있어 원격 모니터링, 전력 예측 및 클라우드 관리를 가능하게 하여 지능형 에너지 시스템 구축을 위한 핵심 인프라 역할을 합니다.
BMS 배터리의 작동 원리는 모니터링, 전압 밸런싱, 보호, 제어, 데이터 통신 및 오류 진단의 6가지 주요 모듈로 나눌 수 있습니다. 먼저 BMS는 샘플링 회로를 통해 각 개별 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링합니다. 매개변수가 안전 임계값을 초과하면 시스템은 부하 분리, 충전 경로 차단 또는 경보 발령과 같은 보호 메커니즘을 즉시 활성화합니다.
충전 과정에서 셀 전압에 불일치가 있는 경우 BMS는 능동 또는 수동 밸런싱 회로를 통해 전압을 수정하여 전체 배터리 팩 일관성을 보장함으로써 서비스 수명을 연장하고 에너지 효율성을 개선합니다. 제어 섹션은 MOSFET 릴레이와 같은 구성 요소를 통해 배터리의 충전 및 방전 경로를 관리합니다.
또한 최신 BMS 시스템에는 소프트웨어 알고리즘을 통해 SOC(State of Charge) 및 SOH(State of Health)를 예측할 수 있는 MCU(Microcontroller Units) 또는 임베디드 시스템이 장착되어 있습니다. 이 데이터는 CAN 버스 또는 Bluetooth를 통해 외부 시스템으로 전송할 수 있으므로 원격 모니터링, 이력 데이터 추적 및 클라우드 관리가 가능합니다. 전반적으로 BMS는 배터리 시스템의 두뇌 역할을 하며 안전하고 안정적이며 지능적인 작동을 보장하는 핵심 구성 요소입니다.
다음 애플리케이션 시나리오에서 BMS 배터리 시스템을 사용하는 것은 필수적이며 대체할 수 없습니다.
시스템이 다중 직렬 또는 병렬 리튬 배터리 구조를 사용하는 경우 전압 드리프트 또는 온도 폭주와 같은 셀 간의 상태가 쉽게 일관되지 않게 됩니다. BMS 배터리 시스템은 셀 밸런싱, 보호 및 통합 관리를 달성할 수 있습니다.
전기 자동차, 의료 기기 및 에너지 저장 발전소와 같은 분야에는 일반 배터리로는 충족할 수 없는 열 관리, 단락 보호 및 데이터 시각화에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 안전 감독을 위해 BMS 배터리 시스템을 도입해야 합니다.
산업용 로봇, AGV 자동 운송 차량 및 지능형 빌딩 에너지 저장 시스템에는 통신 인터페이스를 통해 데이터를 업로드하거나 명령을 수신하기 위한 배터리 시스템이 필요합니다. BMS 배터리 시스템은 CAN/485와 같은 프로토콜을 통해 통신 기능을 완료할 수 있습니다.
태양광 에너지 저장 및 그리드 주파수 조절과 같은 장기 운영 체제에서 BMS 배터리 시스템은 운영자가 유지 관리 계획을 개발하고 SOH 예측 및 밸런싱 기능을 통해 갑작스러운 고장을 방지하는 데 도움이 됩니다.
따라서 프로젝트에 고출력, 다중 시리즈 구성, 지능형 통신 또는 중간에서 높은 안전 요구 사항이 포함될 때마다 BMS 배터리 시스템은 더 이상 선택 사항이 아니라 핵심 구성입니다.
BMS 배터리의 내부 구조는 셀 유닛, 관리 시스템 메인보드(BMS 메인 컨트롤러) 및 보조 모듈(예: 샘플링 라인, 온도 센서, 통신 인터페이스)의 세 가지 주요 구성 요소로 나눌 수 있습니다.
일반적으로 여러 직렬 또는 병렬 18650, 21700 또는 LiFePO4 셀로 구성되며 각 셀은 니켈 스트립, 전기 연결 부품 또는 구리 막대를 통해 연결되어 배터리 팩으로 배열됩니다.
이것은 MCU 컨트롤러, 전압 샘플링 모듈, 전류 감지 회로, 온도 감지 인터페이스, MOS 튜브 제어 회로 및 밸런싱 회로를 포함한 BMS 배터리 시스템의 핵심입니다. 고급 BMS 시스템에는 데이터 저장을 위한 EEPROM과 실시간 클록 관리를 위한 RTC도 장착되어 있습니다.
구조적으로 BMS 메인보드는 일반적으로 배터리 팩의 한쪽 또는 상단에 위치하며 평면 커넥터와 상태 샘플링 및 조정을 위한 샘플링 라인을 통해 각 시리즈 셀에 연결됩니다. 우수한 구조 설계는 시스템 안전성과 방열 기능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
BMS 배터리 시스템의 충전 및 방전 프로세스는 관리 시스템에 의해 실시간으로 제어 및 조절되어 전체 시스템이 안전하고 안정적인 조건에서 효율적으로 작동하도록 합니다.
1. 전원 연결 후 BMS는 먼저 주변 온도와 초기 배터리 상태를 감지합니다.
2. 전류는 제한되지만 전압은 점차 상승하는 정전류 충전 단계로 들어가며 BMS는 직렬 전압 및 온도를 실시간으로 모니터링합니다.
3. 설정 전압에 도달한 후 전류가 점차 감소하기 시작하는 정전압 단계로 들어가고 BMS는 밸런싱 메커니즘을 활성화하여 셀 전압 차이를 수정합니다.
4. 모든 셀이 일관성을 달성하면 BMS는 충전 회로를 닫고 완전 충전 완료 신호를 보냅니다.
1. 방전 시작 후 BMS는 방전 회로를 열고 부하 전류, 셀 전압 및 온도를 지속적으로 모니터링합니다.
2. 시스템이 직렬 셀 전압이 너무 낮거나 전류가 너무 높으면 즉시 방전 회로를 차단하여 손상을 방지합니다.
3. 방전 프로세스 전반에 걸쳐 BMS는 전류 및 용량 변화를 기반으로 SOC 값을 동적으로 계산하고 실시간 출력을 제공합니다.
이러한 메커니즘을 통해 BMS 배터리 시스템은 충방전 과정에서 안전 제어, 합리적인 배전 및 시스템 수명 연장을 보장합니다. 이 프로세스는 전기 자동차, UPS 에너지 저장 장치 및 산업 제어 장비와 같이 안정성이 높은 요구 사항이 있는 응용 분야에서 특히 중요합니다.
배터리 관리 시스템(BMS)의 안전 보호 메커니즘은 리튬 배터리 팩의 안정적인 작동을 보장하는 핵심입니다. 최신 BMS 배터리 시스템은 주로 전압 보호, 전류 보호 및 온도 보호 모듈을 포함하는 다층 방어 아키텍처를 통해 포괄적인 배터리 보호를 달성합니다.
사례 연구: 파워 배터리 팩은 3단계 보호 설계를 통해 열 폭주 사고율을 0.1%에서 0.001% 미만으로 줄였습니다.
SOC(State of Charge) 추정은 BMS 배터리 시스템의 핵심 알고리즘으로, 정확도는 범위 예측 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리 비선형 특성으로 인해 SOC 추정은 항상 업계의 과제였습니다.
메서드 |
원리 |
장점 |
단점 |
응용 프로그램 시나리오 |
암페어시 통합 | 현재 시간 통합 | 간단한 구현 | 오류 누적 | 단기 추정 |
개방 회로 전압 | OCV-SOC 곡선 | 절대 참조 | 휴식이 필요합니다 | 캘리브레이션 시나리오 |
칼만 필터 | 상태 공간 모델 | 좋은 역동성 | 복잡한 계산 | 자동차 배터리 |
신경망 | 데이터 기반 | 강한 적응력 | 빅 데이터 필요 | 지능형 BMS |
1. 초기 SOC 교정(6시간 휴식 후 OCV 측정)
2. 실시간 전류 적분 (쿨롱 카운팅)
3. 동적 보정(온도, 노화 요인과 결합)
4. 정기 교정(완전 충전/과방전 노드)
데이터: 고급 BMS 배터리 시스템은 ±3%(NEDC 조건) 내에서 SOC 추정 오류를 제어할 수 있습니다.
전기차 BMS 배터리 시스템은 다음과 같은 특성을 가진 ASIL-D 기능 안전 수준을 충족해야 합니다.
에너지 저장 시스템 BMS 배터리 구성은 다음 사항에 중점을 두어야 합니다.
예: 1MWh 에너지 저장 시스템 권장 구성:
BMS 배터리를 선택하려면 6가지 핵심 매개변수를 고려해야 합니다.
1. 배터리 유형(삼원/LiFePO4/리튬 티타네이트)
2. 직렬 병렬 수량 (예 : 16S1P)
3. 최대 동작 전류 (연속 / 피크)
4. 통신 인터페이스 요구 사항(CAN/RS232 등)
5. 환경 조건(온도/습도/진동)
6. 인증 요구 사항(CE/UL/GB 등)
항목 |
소비자 등급 |
산업 등급 |
자동차 등급 |
정밀 | ±5% | ±3% | ±1% |
수명 | 3 년 | 5 년 | 8 년 |
값 | 10-50달러 | 50-200달러 | 200달러+ |
다양한 애플리케이션에 적합한 BMS 배터리 시스템을 선택할 때 시나리오 전력 요구 사항, 안전 수준, 통신 기능 및 작동 환경 매개변수를 기반으로 포괄적인 평가를 수행해야 합니다. 예를 들어, 전기 자동차에서 BMS 배터리 시스템에는 고속 CAN 통신, 중복 보호 메커니즘, SOC/SOH 지능형 추정 및 다중 구역 열 관리 기능이 있어야 합니다. 가정용 에너지 저장 시스템에서는 셀 밸런싱 효율성, 저전력 대기 및 RS485 통신 인터페이스 안정성에 더 중점을 둡니다.
따라서 BMS 배터리 선택 결정은 시스템 구조, 셀 유형, 전류 수준, 환경 온도 및 유지 보수 편의성을 기반으로 해야 하므로 체계적인 비교 및 매개변수 매칭이 필요합니다.
BMS 배터리 설치에는 셀 손상, 시스템 단락 또는 성능 이상을 유발할 수 있는 잘못된 연결 또는 불완전한 연결을 방지하기 위해 정밀하고 엄격해야 합니다.
1. 세포 배열 구조 확인: 시리즈 병렬 구성(예: 13S2P는 13 시리즈 2 병렬을 의미)을 명확히 하고 셀 간의 단단하고 안전한 연결을 보장합니다.
2. 샘플링 하네스 연결: 각 직렬 셀의 양극 단자를 BMS 배터리 전압 감지 인터페이스(일반적으로 JST 커넥터)에 순차적으로 연결하여 올바른 순서를 유지합니다.
3. 주 전원 라인 연결: 주 출력 양극 및 음극 단자를 해당 BMS 배터리 P+ 및 P- 단자에 연결하고 필요한 경우 퓨즈 또는 회로 차단기를 추가합니다.
4. 온도 프로브 설치: 정확한 열 관리 모듈 샘플링을 보장하기 위해 온도 센서를 셀 코어 위치에 배치합니다.
5. 주 제어 모듈 연결 : BMS 배터리에 전원 버튼 또는 웨이크 업 기능이있는 경우 수동으로 시스템을 시작하고 초기 설정 인터페이스로 들어갑니다.
6. 통신 포트 연결: CAN, UART 또는 Bluetooth 모듈이 장착된 경우 올바른 연결을 확인하고 초기화 테스트를 수행합니다.
설치 완료 후 과전압/저전압 보호, 밸런싱 활성화, 전류 제한 및 통신 디버깅을 포함한 모든 기능을 확인하여 사용하기 전에 올바른 작동을 확인하십시오.
올바른 사용과 과학적인 유지 관리는 BMS 배터리 시스템의 장기적이고 안정적인 작동을 보장하는 열쇠입니다. BMS는 여러 전자 기능 모듈을 통합하기 때문에 부적절하게 사용하면 잘못된 보호, 충전/방전 이상 또는 셀 손상이 발생할 수 있습니다.
이러한 표준화된 사용 및 유지 관리 방법을 통해 배터리 안전 요소를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 전체 수명 주기를 크게 연장할 수 있습니다.
BMS 배터리 성능은 특히 다양한 셀 유형, 직렬 병렬 구조 및 애플리케이션 환경에서 합리적인 매개변수 구성에 크게 좌우되므로 여러 주요 매개변수의 정확한 설정이 필요합니다.
시스템 측정 데이터를 기반으로 한 합리적인 매개변수 설정과 지속적인 미세 조정을 통해 BMS 배터리 시스템은 최적의 효율성, 안정성 및 보호 정확도를 달성할 수 있습니다.
BMS 배터리 시스템은 일반 배터리에 비해 초기 비용이 약간 높지만 장기적인 가치는 투자를 훨씬 능가합니다.
BMS 배터리 시스템은 셀 상태를 실시간으로 모니터링하여 과충전, 과방전, 단락 및 과열과 같은 위험을 방지합니다
액티브/패시브 밸런싱 관리를 통해 셀 일관성을 유지하고 용량 손실을 줄입니다.
BMS 배터리 시스템은 EMS 또는 클라우드 플랫폼에 통합하기 위한 통신 프로토콜을 지원합니다.
다양한 응용 분야를 위한 전압 및 전류 수준에 따른 유연한 선택
정확한 전력 추정으로 과도한 충전 또는 조기 방전 방지
BMS 배터리 시스템은 안전성 향상, 수명 연장, 유지 보수 비용 절감 및 운영 효율성 향상을 통해 초기 투자가 더 높지만 평균 투자 회수 기간은 1-1.5년으로 BMS가 아닌 시스템의 전반적인 경제적 이점보다 훨씬 우수합니다.
최신 지능형 BMS 배터리 시스템은 기본 보호에서 다음과 같은 핵심 기능을 갖춘 AI 지원 배터리 관리자로 발전했습니다.
1. AI 건강 예측: LSTM 신경망은 20+ 차원 입력으로 과거 데이터를 분석합니다.
2. 적응형 학습: 충전/방전 주기마다 배터리 모델 매개변수 업데이트
3. 사용자 습관 학습: 충전/방전 곡선의 자동 최적화 지원
사례 연구: 브랜드의 지능형 BMS 배터리는 AI 알고리즘을 통해 40%의 수명 연장과 98.7%의 이상 경고 정확도를 달성했습니다.
1. 충전 단계 : 원래 충전기, 0-45 °C 환경 온도를 사용하십시오.
2. 방전 단계 : 방전 깊이 제어 (>20% SOC 권장)
3. 저장 단계: 40-60% 책임 유지, 매 3 달마다 보충하십시오
데이터에 따르면 올바른 작동으로 사고율을 90%까지 줄일 수 있습니다.
1. 전압 샘플링 정확도 ±1mV
2. 밸런싱 전류 ≥200mA
3. 보호 수준 IP67+
4. 통신 패킷 손실 <0.1%
5. 오류 기록 용량 ≥1000 항목
6. UL/IEC 인증 준수
1. 통신 두절(38%)
2. 전압 샘플링 이상(25%)
3. 밸런싱 실패(18%)
4. 온도 감지 오류(12%)
5. 오탐지 트리거링(7%)
1. 심방전(<10% SOC)
2. 고온 작동(>45°C)
3. 부적절한 충전 전략
결과는 적절한 유지 관리를 통해 사이클 수명을 500 사이클에서 1500 사이클로 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.
해양 전기화의 중요한 동인인 해양 BMS 배터리 시스템은 더 높은 안전성, 더 강력한 환경 적응성 및 더 큰 지능을 향해 진화하고 있습니다. 이 가이드의 포괄적인 분석을 통해 최신 해양 BMS 배터리 시스템은 해양 환경에서 기존 납축전지의 많은 한계를 해결할 뿐만 아니라 고급 배터리 관리 기술을 통해 정확한 SOC 추정, 동적 밸런싱 관리 및 예측 유지 보수를 달성합니다.
편안한 요트 순항이든 효율적인 상업용 선박 운항이든 해상 BMS 배터리 시스템의 적절한 선택과 올바른 사용은 상당한 경제적 이익과 안전 보장을 가져올 것입니다. 해양 신에너지 기술의 지속적인 돌파구를 통해 보다 지능적이고 환경 친화적이며 효율적인 해양 BMS 배터리 시스템이 해양 산업의 녹색 전환에 강력한 추진력을 불어넣어 해양 장비를 보다 지속 가능한 미래로 이끌 것이라고 믿을 수 있는 이유가 있습니다.
모델: PCM-L04S100-J24 | ||
시험항목(상온 25±2°C에서 시험) | 표준 | |
전압 | 충전량tage | 직류 : 13.8V ~ 16.8V CC / CV (3.45V ~ 4.2V / 셀) 4s |
공급 전류 | 정상 작동 모드 전류: NORMAL 모드의 연료 게이지. ILOAD >슬립 전류 | ≤50특히 |
최대 연속 충전 전류 | 20-100ᅡ | |
최대 연속 방전 전류 | 20-100ᅡ | |
단일 셀에 대한 균형 전류 | 36-42미디엄 | |
과충전 보호 (단일 셀) | 단일 셀용 밸런스 전압 | 3.6-4.20V |
과충전 감지 전압 | 3.6-4.40V | |
과충전 감지 지연 시간 | 0.5초-2초 | |
과충전 해제 전압 | 3.5-4.30V | |
과방전 보호 (단일 셀) | 과방전 감지 전압 | 2.4-3.0V |
과방전 감지 지연 시간 | 10-200미분데스 | |
과방전 방출 전압 | 2.6-3.4V | |
전류 보호 (배터리 팩) | 방전 : 과전류 감지 전류 | 60-300ᅡ |
감지 지연 시간 | 5ms-20ms | |
해제 조건 | 부하 감소, 자동 복구 | |
단락 보호 | 검출 조건 | 외부 단락 |
감지 지연 시간 | 200-600미국 | |
해제 조건 | 부하 절감 | |
저항 | 메인 루프는 저항에 전기를 공급합니다. | ≤65mΩ |
온도 | 작동 온도 범위 | -40~+85°C |
보관 온도 범위 | -40~+125°C | |
크기 : L190 * W90 * T14.5 mm | ||
NTC: 10K NTC*2PCS 온도 스위치: / 약전류 스위치: / 활성화 방법: / |