본문 바로가기

전자공학/전자회로

배터리 보호회로 PCM을 사용하는 이유

배터리 보호회로 PCM을 사용하는 이유

 

안녕하세요.

Edward입니다.

 

이번에는 배터리 보호회로인 PCM을 사용하는 이유에 대해서 알아보겠습니다.

PCM을 왜 사용하는지에 대해 알아보기 전에, 이전 PCM에 대해서 여러 가지 작성한 글들이 있습니다.

아래 링크들 참고해주세요^^

내 마음대로 배터리 기본 알아보기

배터리 보호회로 PCM MOFET 다이오드 역할

내 마음대로 배터리 보호회로 PCM 알아보기

 

 

잠깐 PCM과 BMS를 간단하게 소개하면 아래와 같아요.

PCM = 과충전, 과방전, 과전류 차단 기능

BMS = PCM 기능 + 배터리 밸런싱 기능

 

일반적으로 원통형 배터리 1개 or 2개를 사용하면 PCM을 부착합니다.

BMS를 사용하지 않죠 ㅎㅎ

그런데, 점점 배터리가 늘어나면서 3개 이상이 되면 BMS를 부착해야 합니다.

왜 그럴까요??

 

 

이유는 굉장히 단순해요.

여러 개의 배터리를 충전과 방전을 했을 때, 모두가 같은 전압을 유지할까요??

결론부터 말씀드리자면 그럴 수 없습니다.

실제로 실험을 해보면 처음에 배터리를 같은 전압으로 맞춰서 시작을 하더라도, 충전과 방전할 때 동일하고 일정하게 되지 않기 때문에 불가능합니다.

만약 배터리를 제작할 때, 같은 화학 물질을 0.01g도 틀리지 않는다면 그럴 수 있겠지만, 현실의 벽은 너무나도 다르죠..

그래서 원래는 1개 이상의 배터리에는 BMS를 부착해야 합니다.

BMS에는 셀 밸런싱 기능이 있어서 전압의 편차를 맞춰주는 용도로 사용할 수 있거든요.

 

하지만 1개의 배터리(단셀)와 2개의 배터리까지는 BMS를 사용하지 않고 PCM만 사용합니다.

왜냐하면, 단가적인 문제 때문이에요.

BMS는 가격이 어느 정도 있는 IC이기 때문에 단가가 맞지 않아요.

그래서 2개의 배터리를 사용할 때는 어떻게 하느냐??

충/방전 실험을 통해서 같은 충전과 방전율을 가지는 셀을 묶어서 사용합니다.

그러면 BMS가 없어도 사용할 수 있다. 고 합니다.

 

 

다르게 설명드리면,

사실 리튬 이온 배터리와 납축전지 배터리는 절대로 완전 방전을 시키면 안 돼요.

리튬 이온은, 배터리의 일반 전압이 3.7V인데, 2.5V 이하로 방전시키면 배터리 내부 자체가 파손됩니다.

그리고 원통형 배터리 기준으로 1개당 4.25V 이상 넘어가면 안 됩니다.

전압이 일정 이상 지속적으로 인가되면 배터리가 못 버티고 부풀어 오르는 증상이 발생하고 최악의 경우 폭발의 가능성이 있어요. 굉장히 위험합니다.

그래서 대부분의 리튬 이온 배터리에는 과충전, 과방전 보호회로가 내장되어 있어요.

 

기능은, 어느 정도 방전이 되면 전류를 차단해서 아예 방전이 안되도록 하는 거죠.

이 경우 Short(단락)에 대한 보호도 필요한데, PCM내부에 FET가 반드시 필요합니다.

PCM에 대한 설명과 회로, 그리고 FET에 대해 알고 싶으시면, 아래 링크 참고해주세요^^

내 마음대로 배터리 기본 알아보기

배터리 보호회로 PCM MOFET 다이오드 역할

내 마음대로 배터리 보호회로 PCM 알아보기

 

참고문헌

배터리 실험1: https://blog.naver.com/sgy60721/220096749837

배터리 실험2: https://www.youtube.com/watch?v=hosiCoA_wXc

 

 

  • jjm 2020.08.04 22:16

    안녕하세요!!요즘 블로그보며 회로 공부중입니다ㅜㅜ능동소자도 좋은 내용으로 가르쳐주시면 감사하겠습니다 ㅜ

  • jjm 2020.08.05 08:53

    Tr이요ㅜㅜㅜ

  • jjm 2020.08.05 09:19

    어이구ㅜㅜ감사합니다ㅜㅜ

  • LimDJ 2021.09.04 23:03

    PCM도 배터리 셀밸런싱 기능 넣을 수 있습니다.
    2~4개 셀 매니지먼트 하는 상용 IC들이 있습니다.


    BMS의 목적은 셀 밸런싱에 국한 된 것이라기 보다는,
    SOC SOH SOF 등 더 디테일한 배터리 매니지먼트를 위함입니다.

    참고하시면 좋을 것 같아요 ㅎㅎ

    • Favicon of https://openstory.tistory.com BlogIcon Edward AHN 2021.12.10 09:30 신고

      의견 감사드립니다.
      맞습니다. PCM만 있는 IC가 있고, 셀 밸런싱이 포함된 PCM IC도 상용화되어 있습니다.
      또한 첨언하자면, BMS란 이름그대로 배터리를 매니지먼트(관리) 하는 시스템인데, Management라는 의미는 안전성을 의미하는 것입니다.
      이 안전성의 의미는 말 그대로 배터리를 실시간으로 모니터링하면서 전압/전류/온도를 모니터링하여 배터리가 터지지 않게 하기 위함입니다.(Protection)
      여기에 SOC, SOH, SOF(SOP)가 들어가는 것은 말씀하신대로 더 디테일한 배터리를 관리하기 위한 솔루션입니다.

  • 익명 2021.11.14 20:20

    비밀댓글입니다