최근 기술 발전으로 엔지니어들은 혁신적인 발명품에 최적의 동력을 공급하는 방법을 찾아야 했습니다. 자동화된 물류 로봇, 전기 자전거, 스쿠터, 청소기, 스마트 스쿠터 등 모든 기기에는 효율적인 전원이 필요합니다. 수년간의 연구와 시행착오 끝에 엔지니어들은 스마트 배터리 관리 시스템(BMS)이 다른 시스템들보다 월등히 뛰어나다는 결론을 내렸습니다. 일반적인 BMS 배터리는 리튬 양극을 사용하며 컴퓨터나 로봇과 유사한 수준의 지능을 자랑합니다. BMS 시스템은 "물류 로봇이 언제 재충전해야 하는지 어떻게 알 수 있을까?"와 같은 질문에 대한 해답을 제시합니다. 스마트 BMS 모듈이 일반 배터리와 차별화되는 점은 배터리 잔량을 평가하고 다른 스마트 장비와 통신할 수 있다는 것입니다.

스마트 BMS란 무엇인가요?

스마트 BMS를 정의하기 전에 표준 BMS가 무엇인지 이해하는 것이 중요합니다. 간단히 말해, 일반적인 리튬 배터리 관리 시스템(BMS)은 충전식 배터리를 보호하고 관리하는 역할을 합니다. 또한 BMS는 보조 데이터를 계산하고 보고하는 기능도 수행합니다. 그렇다면 스마트 BMS는 일반 BMS와 어떻게 다를까요? 스마트 BMS는 스마트 충전기와 통신하여 자동으로 재충전할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 이러한 BMS의 작동 방식은 배터리 수명을 연장하고 기능을 극대화하는 데 도움이 됩니다. 일반 기기와 마찬가지로 스마트 BMS는 제대로 작동하기 위해 스마트 시스템 자체에 크게 의존합니다. 최대의 기능을 발휘하려면 모든 구성 요소가 동기화되어 함께 작동해야 합니다.

배터리 관리 시스템(BMS)은 초기에는 (그리고 지금도 여전히) 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 DVD 플레이어 및 유사한 가정용 제품에 사용되었습니다. 이러한 시스템의 사용이 증가함에 따라 엔지니어들은 그 한계를 시험해보고자 했습니다. 그래서 전기 오토바이, 전동 공구, 심지어 로봇에도 BMS 전기 배터리 시스템을 적용하기 시작했습니다.

하드웨어 및 통신 소켓

BMS(배터리 관리 시스템)의 핵심 동력은 업그레이드된 하드웨어입니다. 이 하드웨어를 통해 배터리는 충전기 등 BMS의 다른 부분과 통신할 수 있습니다. 또한, 제조사는 RS232, UART, RS485, CANBus 또는 SMBus 중 하나의 통신 소켓을 추가합니다.

다음은 이러한 통신 소켓이 각각 어떤 상황에서 사용되는지 살펴보겠습니다.

• 리튬 배터리 팩RS232 BMS는 일반적으로 통신 기지국의 UPS에 사용됩니다.
• RS485 BMS가 내장된 리튬 배터리 팩은 일반적으로 태양광 발전소에 사용됩니다.
• CANBus BMS가 탑재된 리튬 배터리 팩은 일반적으로 전기 스쿠터와 전기 자전거에 사용됩니다.
• UART BMS가 탑재된 리튬 배터리 팩은 전기 자전거에 널리 사용됩니다.

UART BMS가 탑재된 리튬 전기 자전거 배터리에 대한 심층 분석

일반적인 UART BMS는 두 가지 통신 시스템을 갖추고 있습니다.

• 버전: RX, TX, GND
• 버전 2: Vcc, RX, TX, GND

두 시스템과 그 구성 요소의 차이점은 무엇입니까?

BMS 제어 및 시스템은 TX와 RX를 통해 데이터 전송을 수행합니다. TX는 데이터를 전송하고, RX는 데이터를 수신합니다. 리튬 이온 BMS에는 GND(접지)가 필수적입니다. 버전 1과 버전 2의 GND 차이점은 버전 2에서 GND가 업데이트되었다는 점입니다. 광학 또는 디지털 아이솔레이터를 추가하려는 경우 버전 2가 최적의 선택입니다. 이 두 가지 중 하나를 추가하려면 Vcc가 필요한데, 이는 UART BMS 버전 2 통신 시스템의 일부입니다.

UART BMS의 물리적 구성 요소인 VCC, RX, TX, GND를 시각적으로 이해하는 데 도움이 되도록 아래에 그림을 첨부했습니다.

이 리튬 이온 배터리 관리 시스템이 다른 제품들과 차별화되는 점은 실시간으로 배터리를 모니터링할 수 있다는 것입니다. 특히, 배터리의 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)를 확인할 수 있습니다. 하지만 육안으로는 이러한 데이터를 얻을 수 없습니다. 데이터를 추출하려면 특수 컴퓨터나 컨트롤러에 연결해야 합니다.

다음은 UART BMS가 탑재된 Hailong 배터리의 예입니다. 보시다시피, 통신 시스템은 안전과 사용 편의성을 위해 외부 배터리 보호 장치로 덮여 있습니다. 배터리 모니터링 소프트웨어를 사용하면 배터리 상태를 실시간으로 쉽게 확인할 수 있습니다. USB2UART 케이블을 사용하여 배터리를 컴퓨터에 연결하세요. 연결 후 컴퓨터에서 모니터링 BMS 소프트웨어를 실행하면 배터리 용량, 온도, 셀 전압 등 중요한 정보를 확인할 수 있습니다.

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