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엔지니어링/배터리 BATTERY

BMS (Battery Management System, 배터리 관리 시스템)

by 트타천재 2023. 2. 20.

BMS

BMS는 배터리 보호 회로입니다.

리튬이온 배터리 사용 중 과충전이나 과방전시 폭발, 화재의 위험이 있기 때문에 배터리 보호 회로가 필요합니다.

이런 리튬이온 전지는 잘못 사용하면 위험 하지만 제대로 사용하면 위험하지 않고 편리하게 사용할 수 있습니다.

요즘 대부분의 전자제품에는 리튬이온 배터리가 사용되는데요. USB로 충전하는 전자제품에는 모두 리튬이온 배터리가 내장되어 있다고 보면됩니다. 이런 위험함 리튬이온 전지를 안전하게 사용하기 위해서 필요한 것이 BMS입니다.

BMS는 배터리의 과충전, 과방전을 차단해주며, 셀밸런싱 같은 셀간 전압관리, 충전, 방전 기능을 합니다.

BMS는 과충전방지 (4.2~4.3V 이상 전압에서 충전전류 차단), 과방전 방지(2.5V~2.3V 이하 전압에서 사용 부하전류 차단)하는 역할을 합니다.

 

BMS가 사용되는 배터리

BMS가 주로 사용되는 배터리는 휴대폰, 파워뱅크, 보조배터리, 노트북, 전동 킥보드, 전기자동차 등 리튬이온 전지가 사용되는 모든 전자제품에는 BMS가 쓰입니다.

보조배터리(파워뱅크)에 부착된 BMS

스마트폰에 충전기 꽂아 놓고 완충전 될 때까지 계속 놔둬도 안전하게 사용할 수 있는 이유는 BMS가 내장되어 있기 때문입니다.

RC전동차, RC헬기 같은 취미용 제품에도 리튬이온 전지가 사용되지만 BMS는 사용 안 하는데요.

이렇게 BMS를 사용하지 않을 경우 배터리의 사용 시간 확인, 배터리 체커를 이용한 셀별 전압 확인, 배터리 알람 등을 사용하여 수시로 배터리 전압을 확인하며 사용해야 합니다.

 

리튬이온 배터리 화재(BMS 불량)

가끔 뉴스에서 휴대폰 폭발, 전기자동차 화재, 전동킥보드 충전 중 화재... 이런 기사를 볼 수 있는데요.

모두 리튬이온 전지가 사용되는 기기들인데, 리튬이온 전지의 화재는 모두 충전과 방전 방법이 잘못되었기 때문에 발생합니다.

BMS(배터리 보호회로)가 없는 리튬이온 배터리를 과충전하였거나, BMS가 불량일 경우 화재가 발생합니다.

BMS없이 배터리를 충전할 경우에는 BMS가 내장되어 있는 충전기를 사용하거나 충전전압, 충전온도, 충전 시간을 수시로 확인하면서 충전해야 합니다. 충전기 꽂아 놓은 상태에서 잊고 있을 때 화재 사고가 발생하는 것이죠.

BMS가 불량일 경우에도 화재가 발생하는데요. 저가형 부품을 사용하거나 리튬이온 배터리 제작 시 조립을 잘못해도 화재가 발생할 수 있습니다. 휴대폰이나 보조배터리, 기타 배터리가 내장되어있는 전자제품을 충전 중 외출을 하거나 자리를 비우지 않도록 주의해야 합니다.

납땜이나 용접 상태의 불량도 배터리 화재의 원인입니다.

 

BMS 종류

리튬이온 배터리의 종류에 따라 BMS의 종류도 많습니다.

아래 사진은 보조배터리(소형 파워뱅크)에 사용되는 적은 용량의 BMS입니다.

좌-25A BMS, 중-20A BMS, 우-10A BMS
국산 15A, 30A BMS

BMS는 중국산 제품과 국산 제품이 있는데요. 국내 제조사는 루나볼트, e-power가 있습니다.

배터리의 용량에 맞는 적당한 제품을 사용해야 화재 없이 안전하게 사용할 수 있습니다.

최근 들어 전기자동차가 많이 만들어지고 리튬이온 배터리가 사용되는 전자 제품은 더 많아지는데요.

리튬이온 배터리를 좀 더 안전하게 사용할 수 있는 높은 품질의 BMS가 필요할 것으로 예상됩니다.

 

 

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