BMS 관련 기초 배경지식 정리 中

▶ 셀 -> 모듈 -> 팩
-셀이 모여서 모듈을 구성, 모듈이 모여서 팩을 구성한다.
-셀 하나의 전압이 대략 4v 정도
-몇 개의 셀을 모아서 모듈을 만들고, 몇개의 모듈을 모아서 팩을 만들고 그것은 제조사의 선택
예시 : 셀 12개 모아서 1개의 모듈 & 8개 모듈 모아서 1개의 팩
이 경우 총 96개의 셀이 하나의 팩을 구성하게 됨.
이 때 하나의 팩 전압은 대략 4 x 96 이 될테니 약 400v 정도가 될 것임

■ 버스바
모듈과 모듈을 서로 직렬로 연결하는 금속 철판 막대기. 전선으로 연결해도 되지만 가격.내구성 등의 이유로 버스바를 사용한다고 한다.
(역할은 전선이랑 똑같음)
형상은 제품에 따라 천차만별로 다양하다.

▶ 전압 측정
각각 셀의 현재 전압, 모듈의 전압, 팩 전압을 측정해야 한다.
그런데 모두 직렬로 연결되어있으므로, 사실 각각의 셀 전압만 측정해서 그걸 합치면 모듈 전압, 팩전압이 될 것이지만
그래도 따로 측정하는 거 같음

아무튼 각각의 셀들의 전압을 측정해야하는데, 이 때 CSC(Cell Sensing Controller) 라는 소자를 사용하여 측정하게 된다.
※ Cell Supervising Circuit (CSC) ? 인가? 정확히 용어 모르겠다.

CSC는 여러개의 셀들을 연결해서 전압을 측정할 수 있는데,
셀12개 가 모듈1개, 모듈이 8개 모여서 팩을 구성하는 경우.
셀12개를 측정할 수 있는 CSC를 사용한다면
모듈마다 CSC를 1개씩 써서 총 8개의 CSC를 사용하면 될 것이다.

아무튼 소자마다 사용방법이 제 각각이겠지만
만약 SPI 통신을 사용하여 IC를 제어한다면 IC마다 SPI 핀을 모두 연결해서 쓰기에는 핀의 낭비가 너무 심하다.
데이지 체인을 쓴다고하더라도 칩셀렉트 핀만 해도 8개를 써야한다.
그러므로, 이런 소자들이 서로 직렬로 연결되어 서로서로 명령을 전달하는 식으로 구성을 하고,
MCU는 이런 소자들을 컨트롤하는 통신 ic를 함께 사용하는 경우가 있다.
mcu <-> 통신소자 <---> CSC<-> CSC<-> CSC<-> CSC .... <-> CSC

▶ 릴레이 컨트롤
배터리에서 제공되는 전력을 누군가가 사용을 해야될텐데, 그들에게 전력을 상시로 공급해주는게 아니라 중간에 릴레이가 있어서 릴레이를 붙여서 사용해야한다.
이 떄 언제 릴레이를 붙일건지 뗼건지 그런것은 로직 설계하는 사람이 적절하게 설계해야 할 것이다.
일반적으로 3개의 릴레이를 제어해야 하는데
배터리 + 쪽에 main relay, Pre Charge Relay 2개를 둔다.
배터리 - 쪽에 그라운드 Relay 1개를 둔다.
Pre Charge는 말 그대로 '미리' '채워놓는다' 는 얘기인데

배터리의 전압이 워낙 높기 때문에. 갑자기 메인릴레이를 바로 붙여버리면 스파크가 난다거나 그런 위험한 상황이 있을 수 있으므로, 높은 저항이 달려있는 프리차지 릴레이를 먼저 붙여서 전류가 약간만 흐르도록 해서.. 미리 충전하는? 그런 걸로 알고있는데 나도 정확한건 모르겠다.

▶ 절연저항 측정
절연(Isolation) 이란? : 네이버 블로그 (naver.com)
전기자동차 절연저항 측정원리 - 1탄 : 네이버 블로그 (naver.com)
위 블로그에 상세히 설명되어있는데 내 지식으로는 정확하게 이해는 안된다.
위 블로그에 절연 관련 글이 여러개 적혀있는데 모두 좋은 설명글이다.

대강 내용을 요약해보면
전기 차량용 고전압 배터리 (Hv 배터리), 12v 저전압 배터리(Lv 배터리) 2종류의 배터리가 있는데,
BMS 제어기는 12v 저전압 배터리 기반으로 동작하는 제품이므로, 고전압배터리에 의한 영향을 분리시켜줘야 함.
이 때 분리시키는 방법이 두 영역 중간에 절연저항이라고 하는 아주 커다란 저항을 달아서 전류가 흐르지 못하게 함으로써 절연을 시키는 건데 이게 실제로 절연저항이라는 저항을 달아놓는게 아니고 말 그대로 그냥 분리(?)를 해놓는 개념.

근데 HV 영역, Lv 영역 사이에 작은 저항을 달아서 그 저항에 걸리는 전압으로 적절하게 계산을 하면
절연저항이라는 가상의 저항 크기를 구할 수 있다고 함.
이 때 계산된 절연저항이 충분히 크게 계산되어야 절연이 제대로 됐구나. 하고 판단하는 개념.

근데 이 작은저항은 절연이 제대로 됐는지 체크하기 위한 용도라서 수시로 붙여놓는게 아니라 붙였다 뗏다 컨트롤을 하면서 절연을 측정하는 개념이라고 함.