표제지
요약
Abstract
목차
제1장 서론 14
제2장 BMS의 구조와 기능 17
2.1. 리튬이온배터리의 구조와 특징 및 충방전 특성 17
2.1.1. 리튬이온배터리의 구조 18
2.1.2. 리튬이온배터리의 기본 특징 19
2.1.3. 리튬이온배터리의 충방전 특성 21
2.2. BMS 전체 시스템 구조 및 각 기능의 특성 26
2.2.1. BMS 전체 시스템의 구조 26
2.2.2. BMS 전체 시스템의 기능 28
2.3. SOC의 개념과 계산 및 방법 29
2.3.1. SOC의 개념 29
2.3.2. SOC의 계산 및 방법 30
2.4. Cell Balancing의 목적과 필요성, 방식 33
2.4.1. Cell Balancing의 목적과 필요성 33
2.4.2. Cell Balancing의 방식 34
제3장 BMS 설계 과정 39
3.1. BMS 설계의 제안 방법 39
3.2. BMS 하드웨어 설계 41
3.2.1. 전체 설계 블록도 41
3.2.2. MCU control부 설계 42
3.2.2. Cell voltage detect부 설계 44
3.2.3. Power conversion부 설계 47
3.2.4. Power control부 설계 48
3.3. BMS 펌웨어 설계 50
3.3.1. 펌웨어 동작 시퀀스 50
3.3.2. Protection 세부 항목 51
3.3.3. 펌웨어 동작 시퀀스에 대한 적용 알고리즘 52
3.4. 모니터링 프로그램 설계 55
3.4.1. GUI 설계 방법 제안 55
3.4.2. PC GUI 기능 56
3.4.2. PC GUI 설정 57
제4장 시험 결과 및 결과 고찰 59
4.1. 시험 환경 구축 및 구성 59
4.2. 시험 계획 63
4.3. 시험 결과 64
4.3.1. 최초 방전(0.1V cell 편차가 날 때까지 방전) 64
4.3.2. BMS 최초 충전 65
4.3.3. PCM 최초 충전 66
4.3.4. BMS와 PCM 최종 비교 67
4.4. 시험 결과 및 고찰 69
제5장 결론 70
참고문헌 71
표 1. 삼성 ICP18650-26FW Battery 사양 20
표 2. BMS 보호 조건표 51
표 3. 적용된 전류 적산 계산식 52
표 4. 시험에 사용된 장비 61
표 5. PCM과 BMS 방전 시간 비교 69
그림 2-1. 충전 방전 원리 21
그림 2-2. 리튬 전지 일반적인 충전 그래프 22
그림 2-3. 방전 전류와 방전 용량과의 관계(방전 그래프) 23
그림 2-4. 과충전 24
그림 2-5. 과방전 24
그림 2-6. BMS 구조 26
그림 2-7. BMS 기능 28
그림 2-8. Cell Balancing 수행 전... 33
그림 2-9. Cell Balancing 수행 후... 33
그림 2-10. Voltage algorithm 그래프 34
그림 2-11. Final-Voltage Algorithm 그래프 35
그림 2-12. SOC history Algorithm 그래프 36
그림 2-13. Passive Balancing의 원리 37
그림 2-14. active Balancing의 원리 38
그림 3-1. BMS 설계 불럭도 40
그림 3-2. BMS 하드웨어 시스템 블록도 41
그림 3-3. MCU control부 MCU 회로도 42
그림 3-4. MCU control부 통신 회로도 43
그림 3-5. MCU control부의 릴레이 회로도 44
그림 3-6. Cell voltage detect부 battery monitoring IC 회로도 45
그림 3-7. Cell voltage detect부의 cell balancing 회로도 46
그림 3-8. Cell balancing 부분 회로도 47
그림 3-9. Power conversion부 전원 회로도 48
그림 3-10. Power control부 회로 49
그림 3-11. BMS 동작 시퀸스 50
그림 3-12. 전류 적산 적용 펌웨어 52
그림 3-13. Balancing 진입 확인 및 진입 펌웨어 53
그림 3-14. Blancing 기능 수행 및 종료 펌웨어 54
그림 3-15. PC GUI 설계 화면 55
그림 3-16. PC GUI 기능 설명 56
그림 3-17. PC GUI의 파라미터 설정 창 57
그림 4-1. PCB 아트웍 59
그림 4-2. PCB 거버 데이터 60
그림 4-3. 시험 장비 및 테스트용 샘플 60
그림 4-4. PC GUI 설정 데이터 61
그림 4-5. 충전 / 방전 시험 환경 62
그림 4-6. 시험 절차 63
그림 4-7. 최초 방전(0.1V 전압차) 64
그림 4-8. BMS 최초 충전(cell balancing) 65
그림 4-9. PCM 최초 충전 66
그림 4-10. PCM과 BMS의 10번째 충전 그래프 67
그림 4-11. PCM과 BMS의 10번째 방전 그래프 68