배터리 관리 시스템 (BMS) 산업 동향 분석

글로벌 배터리 관리 시스템 시장 추세 및 응용 전망 2023-2024

배터리 관리 시스템 (BMS) 정의 및 핵심 기능

배터리 관리 시스템 (BMS) 은 배터리의 성능을 모니터링하고 관리하는 데 사용되는 전자 시스템이며, 주요 목표는 배터리의 안전한 작동을 보장하는 것입니다.사용 기간을 연장하고 에너지 사용 효율을 향상시킵니다..

배터리 상태 모니터링

전지의 상태 (SOC) 및 남은 수명 (SOH) 을 평가하기 위해 전압, 전류, 온도 등 배터리 매개 변수를 실시간으로 획득합니다.

충전 및 방출 제어

배터리 상태와 외부 수요에 따라 충전 및 배열 과정을 정확하게 제어하여 과충전 또는 과충전 방지 및 배터리 수명을 연장합니다.

균형 잡힌 관리

각 배터리 셀의 과충전이나 배열을 방지하기 위해 배터리 셀 사이의 전압 차이를 적극적으로 또는 수동적으로 균형 잡습니다.

열 관리

배터리 온도를 모니터링하고 적절한 작동 온도를 유지하여 안정적인 배터리 성능을 보장합니다.

보안 보호

여러 가지 보호 메커니즘을 설정합니다 (대류, 과전압, 단전 보호 등) 비정상적인 조건에서 배터리 손상을 방지하기 위해 적절한 조치를 취합니다.

데이터 로깅과 통신

배터리 작동의 역사 데이터를 기록하고 통신 인터페이스를 통해 다른 시스템과 데이터를 교환하여 원격 모니터링 및 관리를 실현합니다.

배터리 관리 시스템 산업 동향 2023-2024

인공지능과 기계 학습의 심층 통합

• 배터리 관리 시스템 (BMS) 은 인공지능과 기계 학습 기술을 통해 예측 유지 및 적응 제어를 실현합니다. 예를 들어,딥러닝에 기반한 알고리즘은 배터리의 상태 (SOH) 와 잔류 용량을 (SOC) 보다 정확하게 예측할 수 있습니다., 일부 자동차 제조업체는 운전 습관과 환경 조건에 따라 관리 전략을 동적으로 조정할 수 있는 자기 학습 기능을 갖춘 BMS를 출시했습니다.
• 인공지능은 또한 배터리 수명을 20% 이상 연장하기 위해 충전 및 방하 전략을 최적화 할 수 있습니다.BMS는 배터리 전체 수명 주기에 대한 지능형 진단과 의사결정을 지원합니다..

무선 BMS 기술의 획기적인 응용

• 무선 통신 기술 (예: 지그비, 블루투스) 는 점차 전통적인 배선 배선을 대체하여 시스템 복잡성을 줄이고 유연성을 향상시킵니다. 예를 들어,우링 자동차의 무선 BMS 도입으로 모니터링 허리네스의 수가 90% 감소했습니다., 그리고 배터리 셀 상태를 실시간 무선 모니터링함으로써 장애율을 크게 줄였습니다.
• 또한 무선 BMS는 원격 모니터링 및 OTA 업그레이드를 지원하며 분산 에너지 저장 시스템에 적합합니다.그리고 배터리 데이터의 글로벌 최적화를 달성하기 위해 클라우드 플랫폼과 통합 될 수 있습니다..

열 관리 기술에서 다차원적 혁신

고 에너지 밀도 배터리의 열 도출의 위험에 대응하여 BMS의 열 관리 기술은 적극적인 다차원 열 분산으로 발전했습니다.대표적인 경우:

• 단계 변화 재료와 액체 냉각의 조합: 예를 들어,닌데 타임즈가 개발한 액체 냉각판 + 단계 변화 물질 열 분산 프로그램은 ±2°C 내에서 배터리 온도 차이를 제어 할 수 있습니다..
• 바이오닉 구조 설계: 울링의 꿀집 3D 열 분산 네트워크는 냉각 액체의 흐름 속도를 향상시키고 지속적인 빠른 충전 하에서 온도 안정화를 지원합니다.
• 열과 전력 분립 기술: 겨울 범위 저하를 최적화하기 위해 충전 폐열을 객실 난방 에너지로 변환합니다.

모듈 및 분산 아키텍처의 인기가

• NXP의 MC33771 칩 솔루션과 같은 모듈형 토폴로지는 높은 컴퓨팅 성능, 안전성 및 복잡한 배선 배열이 없기 때문에 가장 빠르게 성장하는 BMS 아키텍처입니다.분산 아키텍처한편, 지역화된 제어 단체를 통해 반응 속도를 향상시키고, 특히 대규모 에너지 저장 시스템과 상업용 차량 배터리 팩에 적합합니다.
• 예를 들어, 닌데 타임스는 에너지 저장 프로젝트에서 밀리초 결함 격리를 위해 분산 BMS를 사용합니다.

시스템 간 통합 및 차량과 네트워크 상호 작용 (V2G)

• BMS는 차량의 파워트레인 및 에너지 관리 시스템과 깊이 통합되어 포괄적인 에너지 관리 플랫폼을 형성하고 있습니다.테슬라의 BMS는 차량 컨트롤러 (VCU) 와 연결되어 내비게이션 데이터를 기반으로 배터리 출력 전력을 미리 설정합니다..
• 한편, 차량-그리드 (V2G) 기술은 BMS를 통해 네트워크에서 양방향 에너지 교환을 실현합니다.아제라의 전력 교환 역과 같이 초과 전력을 다시 전력망에 공급하여 전력망 안정성을 향상시킵니다..

기술적 도전

• 솔리드 스테이트 배터리 적응성: 기존의 BMS는 새로운 솔리드 스테이트 배터리 특성에 적응하는 데 어려움을 겪습니다.
• 다중 화학 호환성: 다른 배터리 재료는 차별화된 관리 전략을 필요로 합니다.
• 네트워크 보안: BMS 데이터 조작 및 악성 공격을 방지