4. BMS의 핵심 소프트웨어 기능
l 측정 기능
(1) 기본 정보 측정: 배터리 전압, 전류 신호, 배터리 팩 온도 모니터링. 배터리 관리 시스템의 가장 기본적인 기능은 배터리 셀의 전압, 전류, 온도를 측정하는 것으로, 이는 배터리 관리 시스템의 모든 최상위 계산 및 제어 로직의 기반이 됩니다.
(2) 절연저항 검출 : 배터리 전체 시스템 및 고전압 시스템은 배터리 관리 시스템에 의해 절연 여부를 테스트해야 합니다.
(3) 고전압 인터록 감지(HVIL): 고전압 계통 전체의 건전성을 확인하는 데 사용됩니다. 고전압 계통 회로의 건전성이 손상되면 안전 조치가 활성화됩니다.
엘추정 함수
(1) SOC 및 SOH 추정: 핵심이자 가장 어려운 부분
(2) 밸런싱 : 밸런싱 회로를 통해 모노머 간의 SOC x 용량 불균형을 조절한다.
(3) 배터리 전력 제한: 배터리의 입력 및 출력 전력은 다양한 SOC 온도에서 제한됩니다.
엘기타 기능
(1) 릴레이 제어 : 메인 +, 메인 -, 충전 릴레이 +, 충전 릴레이 -, 사전 충전 릴레이 포함
(2) 열 제어
(3) 통신기능
(4) 고장진단 및 경보
(5) 내결함성 운영
5.BMS의 핵심 소프트웨어 기능
엘측정 기능
(1) 기본 정보 측정: 배터리 전압, 전류 신호, 배터리 팩 온도 모니터링. 배터리 관리 시스템의 가장 기본적인 기능은 배터리 셀의 전압, 전류, 온도를 측정하는 것으로, 이는 배터리 관리 시스템의 모든 최상위 계산 및 제어 로직의 기반이 됩니다.
(2) 절연저항 검출 : 배터리 전체 시스템 및 고전압 시스템은 배터리 관리 시스템에 의해 절연 여부를 테스트해야 합니다.
(3) 고전압 인터록 감지(HVIL): 고전압 계통 전체의 건전성을 확인하는 데 사용됩니다. 고전압 계통 회로의 건전성이 손상되면 안전 조치가 활성화됩니다.
엘추정 함수
(1) SOC 및 SOH 추정: 핵심이자 가장 어려운 부분
(2) 밸런싱 : 밸런싱 회로를 통해 모노머 간의 SOC x 용량 불균형을 조절한다.
(3) 배터리 전력 제한: 배터리의 입력 및 출력 전력은 다양한 SOC 온도에서 제한됩니다.
엘기타 기능
(1) 릴레이 제어 : 메인 +, 메인 -, 충전 릴레이 +, 충전 릴레이 -, 사전 충전 릴레이 포함
(2) 열 제어
(3) 통신기능
(4) 고장진단 및 경보
(5) 내결함성 운영
6.BMS 소프트웨어 아키텍처
엘고전압 및 저전압 관리
정상적으로 전원이 켜진 경우, BMS는 VCU에 의해 12V의 하드 라인 또는 CAN 신호를 통해 활성화됩니다. BMS가 자가 점검을 완료하고 대기 모드로 전환되면 VCU는 고전압 명령을 전송하고, BMS는 릴레이의 닫힘을 제어하여 고전압 연결을 완료합니다. 전원이 꺼지면 VCU는 저전압 명령을 전송한 후 12V 활성화를 해제합니다. 전원이 꺼진 상태에서 충전을 위해 건을 삽입하면 CP 또는 A+ 신호에 의해 활성화될 수 있습니다.
엘충전 관리
(1) 느린 충전
완속 충전은 충전 장치의 내장 충전기(또는 220V 전원 공급 장치)를 통해 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 배터리를 충전하는 방식입니다. 충전 장치의 사양은 일반적으로 16A, 32A, 64A이며, 가정용 전원을 통해서도 충전할 수 있습니다. BMS는 CC 또는 CP 신호로 활성화될 수 있지만, 충전 완료 후 정상적으로 절전 모드로 전환될 수 있는지 확인해야 합니다. AC 충전 과정은 비교적 간단하며, 상세한 국가 표준에 따라 개발될 수 있습니다.
(2) 빠른 충전
고속 충전은 DC 충전 케이블을 통해 직류 출력으로 배터리를 충전하는 방식으로, 1C 이상의 충전 속도를 달성할 수 있습니다. 일반적으로 배터리의 80%는 45분 안에 충전할 수 있으며, 충전 케이블의 보조 전원 A+ 신호에 의해 충전이 시작됩니다.
엘추정 함수
(1) SOP(State of Power)는 주로 온도와 SOC를 통해 테이블을 조회하여 현재 배터리의 충전 및 방전 가능 전력을 얻습니다. VCU는 전송된 전력 값을 기반으로 전체 차량의 사용 방식을 결정합니다.
(2) SOH(State of Health)는 배터리의 현재 건강 상태를 나타내며, 0~100% 사이의 값을 갖습니다. 일반적으로 배터리가 80% 미만으로 떨어지면 더 이상 사용할 수 없는 것으로 간주됩니다.
(3) SOC(충전 상태)는 BMS의 핵심 제어 알고리즘으로, 현재 잔여 용량 상태를 나타냅니다. 이는 주로 암페어-아워 적분법과 EKF(확장 칼만 필터) 알고리즘을 기반으로 하며, 여기에 개방 회로 전압 보정, 완전 충전 보정, 충전 종료 보정, 다양한 온도 및 SOH에서의 용량 보정 등의 보정 전략이 결합되어 있습니다.
(4) SOE(State of Energy) 알고리즘은 국내 제조사에서 널리 개발되지 않았거나, 현재 상태에서의 잔여 에너지와 최대 가용 에너지의 비율을 구하기 위해 비교적 간단한 알고리즘을 사용합니다. 이 함수는 주로 잔여 항속거리 추정에 사용됩니다.
엘고장 진단
배터리 성능에 따라 다양한 고장 수준이 구분되며, BMS와 VCU는 경고, 전력 제한, 고전압 직접 차단 등 고장 수준에 따라 각기 다른 처리 조치를 취합니다. 고장에는 데이터 수집 및 합리성 고장, 전기적 고장(센서 및 액추에이터), 통신 고장, 배터리 상태 고장 등이 포함됩니다.
1.BMS의 핵심 소프트웨어 기능
엘측정 기능
(1) 기본 정보 측정: 배터리 전압, 전류 신호, 배터리 팩 온도 모니터링. 배터리 관리 시스템의 가장 기본적인 기능은 배터리 셀의 전압, 전류, 온도를 측정하는 것으로, 이는 배터리 관리 시스템의 모든 최상위 계산 및 제어 로직의 기반이 됩니다.
(2) 절연저항 검출 : 배터리 전체 시스템 및 고전압 시스템은 배터리 관리 시스템에 의해 절연 여부를 테스트해야 합니다.
(3) 고전압 인터록 감지(HVIL): 고전압 계통 전체의 건전성을 확인하는 데 사용됩니다. 고전압 계통 회로의 건전성이 손상되면 안전 조치가 활성화됩니다.
엘추정 함수
(1) SOC 및 SOH 추정: 핵심이자 가장 어려운 부분
(2) 밸런싱 : 밸런싱 회로를 통해 모노머 간의 SOC x 용량 불균형을 조절한다.
(3) 배터리 전력 제한: 배터리의 입력 및 출력 전력은 다양한 SOC 온도에서 제한됩니다.
엘기타 기능
(1) 릴레이 제어 : 메인 +, 메인 -, 충전 릴레이 +, 충전 릴레이 -, 사전 충전 릴레이 포함
(2) 열 제어
(3) 통신기능
(4) 고장진단 및 경보
(5) 내결함성 운영
2.BMS 소프트웨어 아키텍처
엘고전압 및 저전압 관리
정상적으로 전원이 켜진 경우, BMS는 VCU에 의해 12V의 하드 라인 또는 CAN 신호를 통해 활성화됩니다. BMS가 자가 점검을 완료하고 대기 모드로 전환되면 VCU는 고전압 명령을 전송하고, BMS는 릴레이의 닫힘을 제어하여 고전압 연결을 완료합니다. 전원이 꺼지면 VCU는 저전압 명령을 전송한 후 12V 활성화를 해제합니다. 전원이 꺼진 상태에서 충전을 위해 건을 삽입하면 CP 또는 A+ 신호에 의해 활성화될 수 있습니다.
엘충전 관리
(1) 느린 충전
완속 충전은 충전 장치의 내장 충전기(또는 220V 전원 공급 장치)를 통해 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 배터리를 충전하는 방식입니다. 충전 장치의 사양은 일반적으로 16A, 32A, 64A이며, 가정용 전원을 통해서도 충전할 수 있습니다. BMS는 CC 또는 CP 신호로 활성화될 수 있지만, 충전 완료 후 정상적으로 절전 모드로 전환될 수 있는지 확인해야 합니다. AC 충전 과정은 비교적 간단하며, 상세한 국가 표준에 따라 개발될 수 있습니다.
(2) 빠른 충전
고속 충전은 DC 충전 케이블을 통해 직류 출력으로 배터리를 충전하는 방식으로, 1C 이상의 충전 속도를 달성할 수 있습니다. 일반적으로 배터리의 80%는 45분 안에 충전할 수 있으며, 충전 케이블의 보조 전원 A+ 신호에 의해 충전이 시작됩니다.
엘추정 함수
(1) SOP(State of Power)는 주로 온도와 SOC를 통해 테이블을 조회하여 현재 배터리의 충전 및 방전 가능 전력을 얻습니다. VCU는 전송된 전력 값을 기반으로 전체 차량의 사용 방식을 결정합니다.
(2) SOH(State of Health)는 배터리의 현재 건강 상태를 나타내며, 0~100% 사이의 값을 갖습니다. 일반적으로 배터리가 80% 미만으로 떨어지면 더 이상 사용할 수 없는 것으로 간주됩니다.
(3) SOC(충전 상태)는 BMS의 핵심 제어 알고리즘으로, 현재 잔여 용량 상태를 나타냅니다. 이는 주로 암페어-아워 적분법과 EKF(확장 칼만 필터) 알고리즘을 기반으로 하며, 여기에 개방 회로 전압 보정, 완전 충전 보정, 충전 종료 보정, 다양한 온도 및 SOH에서의 용량 보정 등의 보정 전략이 결합되어 있습니다.
(4) SOE(State of Energy) 알고리즘은 국내 제조사에서 널리 개발되지 않았거나, 현재 상태에서의 잔여 에너지와 최대 가용 에너지의 비율을 구하기 위해 비교적 간단한 알고리즘을 사용합니다. 이 함수는 주로 잔여 항속거리 추정에 사용됩니다.
엘고장 진단
배터리 성능에 따라 다양한 고장 수준이 구분되며, BMS와 VCU는 경고, 전력 제한, 고전압 직접 차단 등 고장 수준에 따라 각기 다른 처리 조치를 취합니다. 고장에는 데이터 수집 및 합리성 고장, 전기적 고장(센서 및 액추에이터), 통신 고장, 배터리 상태 고장 등이 포함됩니다.
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게시일: 2023년 5월 12일
