다양한 유형의 BMS 아키텍처: 중앙 집중식, 모듈식 및 분산식

새로운 에너지 산업이 급성장하고 있는 지금, 배터리 관리 시스템 (BMS) 은 배터리 시스템의 핵심 구성 요소입니다.그리고 그 건축 디자인은 성능에 결정적인 역할을 합니다.현재 BMS 아키텍처는 주로 중앙 집중식, 모듈형 및 분산형으로 나뉘어 있습니다.각 아키텍처는 고유한 특징과 적용 가능한 시나리오가 있습니다.다음 사항은 상세히 논의될 것입니다.

중앙화된 BMS 아키텍처

정의와 구조

중앙화된 BMS는 모든 제어 및 관리 기능을 하나의 주요 제어 장치에 중앙 집중시키고 일반적으로 하나의 주요 제어 보드가 전체 배터리 팩을 모니터링하고 관리합니다.주요 제어 단위는 획득 라인을 통해 각 배터리 셀을 연결, 전압, 온도 및 기타 데이터를 수집하고 미리 설정된 제어 전략에 따라 균형 잡힌 관리 및 보호를 수행합니다.

장점

• 간단한 구조와 저렴한 비용:모든 기능은 하나의 컨트롤러에 집중되어 있으며, 하드웨어 설계는 간단하며, 생산 비용은 낮습니다.전기 자전거, 등등
• 유지보수와 업그레이드 용이함:단 하나의 주 제어 장치가 필요하고 유지보수와 업그레이드가 더 편리합니다.
• 분석하기 쉬운 데이터 세트:모든 배터리 데이터는 하나의 컨트롤러에서 처리되며 통일된 분석과 의사결정을 쉽게 수행 할 수 있습니다.

단점

• 낮은 신뢰성:단점 고장의 위험은 높습니다. 주요 제어 장치가 고장 났다면 전체 시스템이 종료 될 수 있습니다.
• 복잡한 통신 라인:중앙화된 BMS에는 많은 통신 라인이 있으며, 이는 간섭과 불안정한 신호 전송에 취약합니다.
• 확장성이 떨어졌어요대용량 또는 대용량 배터리 팩의 애플리케이션에 적합하지 않습니다.

분산 BMS 아키텍처

정의와 구조

분산된 BMS는 제어 및 관리 기능을 여러 컨트롤러로 분산하고, 각각의 컨트롤러는 하나 이상의 배터리 셀을 관리한다.주요 제어 단위는 분산 관리 구조를 형성하기 위해 각 슬레이브 제어 단체의 운영을 조정하는 책임이 있습니다..

장점

• 높은 신뢰성:분산 구조에서는 제어 장치 고장이 전체 시스템의 작동에 영향을 미치지 않으며 단일 포인트 고장의 위험이 낮습니다.그것은 큰 전기 자동차와 같은 시나리오에 적합합니다., 하이브리드 차량, 연료전지 차량 및 높은 신뢰성 요구 사항을 요구하는 대규모 에너지 저장 시스템
• 간단한 통신 라인:통신 부하가 분산되어 있고 강력한 반 간섭 능력을 가지고 있습니다.
• 좋은 확장성:대용량 배터리 팩에 적합하며, 배터리 셀은 수요에 따라 증가하거나 감소 할 수 있습니다.

부적절함

• 복잡한 구조와 높은 비용:각 배터리 셀에는 독립적인 모니터링 및 제어 모듈이 필요하며 하드웨어 및 소프트웨어 설계는 복잡하고 비용이 높습니다.
• 유지보수와 업그레이드는 어렵습니다.분산 구조에서는 각 컨트롤러의 유지보수와 업그레이드가 더 높은 기술 지원을 필요로 합니다.
  데이터는 분산되어 분석하기가 어렵습니다. 데이터는 여러 컨트롤러에 분산되어 있으며 통일된 통신 프로토콜과 데이터 처리 알고리즘이 필요합니다.

모듈형 BMS 아키텍처

정의와 구조

모듈형 BMS는 중앙 집중식 및 분산형의 솔루션입니다.통신 및 조정을 위한 분산 아키텍처를 가진 모듈.

장점

• 높은 유연성:모듈형 설계는 요구 사항에 따라 모듈의 수와 기능을 유연하게 조정할 수 있으며 중형 및 대형 배터리 팩에 적합합니다.특히 유연성과 확장성이 필요한 시나리오, 하이브리드 차량, 네트워크 에너지 저장 시스템 및 스마트 그리드 애플리케이션과 같은 것입니다.
• 강력한 확장성:많은 용량 배터리 팩의 확장을 지원하면서 일정 비용 효율성을 유지합니다.
  유지보수 용이: 각 모듈은 독립적으로 작동하며 전체 시스템에 영향을 미치지 않고 유지보수 및 업그레이드 중에 개별적으로 처리 할 수 있습니다.

단점

• 구조는 비교적 복잡합니다.모듈형 BMS는 중앙 집중식과 분산식의 특징을 결합하고 하드웨어와 소프트웨어 설계는 상대적으로 복잡합니다.
• 더 높은 비용:분산 BMS보다 비용이 낮지만 중앙 BMS보다 더 높습니다.
  통신 조정은 어렵고 모듈 간의 통신과 조정에는 효율적인 프로토콜 지원이 필요합니다. 그렇지 않으면 시스템 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

세 가지 아키텍처의 비교

요약 및 선택 제안

BMS 아키텍처를 선택할 때 사용자는 특정 응용 시나리오와 요구를 고려해야합니다.

• 중앙 BMS:전기 도구, 스마트 홈, 전기 자전거 및 소형 에너지 저장 시스템과 같은 작고 간단한 배터리 시스템에 적합하며 저렴한 비용과 유지 관리가 쉽습니다.
• 분산 BMS:대형 전기차, 하이브리드 차량, 연료전지 차량 및 대규모 에너지 저장 시스템과 같은 크고 복잡한 배터리 시스템에 적합합니다.더 높은 신뢰성과 확장성을 제공합니다하지만 더 높은 비용으로요.
• 모듈형 BMS:중앙 집중식 및 분산식의 장단점을 고려하고, 유연성과 확장성을 필요로 하는 중형 및 대형 배터리 팩에 적합합니다.예를 들어 하이브리드 차량, 네트워크 에너지 저장 시스템 및 스마트 그리드 애플리케이션.

미래에는 새로운 에너지 기술의 지속적인 발전으로 다양한 시나리오의 요구를 충족시키기 위해 BMS의 건축 형태도 더욱 다양해질 것입니다.