BMS(배터리 관리 시스템)

BMS의 정의

BMS는 배터리 팩의 상태를 감시하고 제어하는 전자 관리 시스템이다.

전압·전류·온도를 측정하고 SOC와 SOH를 추정하며, 셀을 보호하고 균등화한다.

안전하고 오래 쓰도록 하는 것이 BMS의 목적이다.

구성과 측정 흐름

BMS는 셀 팩, CMU, BMC 제어부로 나뉘는 구조로 동작한다.

CMU는 각 셀의 전압과 온도를 측정하고, BMC는 측정값으로 상태를 추정한다.

BMC는 계전기로 팩을 차단하고, CAN 통신으로 차량 제어기에 상태를 보낸다.

SOC 추정 원리

SOC는 충전 상태를 백분율로 나타내며, 전류를 시간에 대해 적분해 구한다.

방전 전류를 시간에 대해 적분한 값을 정격 용량으로 나눠 초기 SOC에서 뺀다.

이 방식은 오차가 누적되므로 전압 기반 보정을 함께 쓴다.

예제 계산

가상의 3셀 예로 셀 전압을 측정해 보자.

평균 전압은 3.59 V이고, 최대 편차는 3.62 V에서 3.55 V를 뺀 0.07 V이다.

편차가 기준을 넘으면 최고 전압 셀에서 밸런싱을 시작한다.

이 편차는 상식 범위에 있으며, 밸런싱은 편차를 줄이는 방향으로 동작한다.

셀 밸런싱 비교

셀 밸런싱은 수동형과 능동형으로 나뉜다.

수동형은 과잉 셀의 전하를 저항으로 열에 방출해 균등화한다.

능동형은 용량이 큰 셀의 에너지를 적은 셀로 옮기며 효율이 높지만, 회로가 복잡해 비용이 많이 든다.

정답은 첫째 보기다. 능동형은 에너지를 재분배하여 효율이 높다.

헷갈리는 점

BMS를 보호회로로만 설명하면 틀린 답이 된다.

SOC는 전압만으로 판단하지 않고, 전류 적산과 전압 보정을 함께 쓴다.

밸런싱과 진단·통신을 빠뜨리지 않고 모두 적는 것이 채점 포인트다.

정리

BMS는 측정, 추정, 보호, 밸런싱, 통신을 하나의 제어 루프로 수행한다.

SOC와 SOH를 구분하고, 과전압·저전압·과온·과전류 보호를 빠짐없이 적는다.

기능안전 표준인 ISO 26262에 따른 진단 설계도 함께 기억한다.