에너지 저장 시스템

전기차용 배터리 관리 시스템과 연료 전지 기술의 개발 및 테스트

강력하고 혁신적인 에너지 저장 시스템으로, 전기차 최종 성능의 핵심인 최고 수준의 안전 요구사항을 준수하면서도 장거리 주행과 고속 충전이 가능합니다. 당사는 자체 솔루션으로 배터리 관리 시스템과 최신 연료 전지 기술을 개발 및 테스트할 수 있도록 전 세계 제조기업에게 포괄적인 고객지원을 제공합니다.

도전 과제

온보드에서 다양한 전기 구동 장치를 작동하려면 전기차(EV)에는 시간에 상관 없이 대용량 전기 에너지가 제한 없이 필요합니다. 즉, 신뢰할 수 있고 강력한 온보드 에너지 저장 시스템이 다양한 챌린지를 극복해야 할 것입니다. 그 중에서도 무게와 크기가 감소된 상황에서도 효율적으로 작동해야 하며, 최대 안전, 장기 수명, 고속 충전 및 장거리 주행 등을 보장해야 합니다. 전기차에서 에너지를 저장하는 데는 다양한 방식이 사용됩니다. 오늘날 온보드 에너지 저장 시스템에서 가장 중요한 요소는 전기화학 배터리이지만, 이외에도 중형 트럭과 같은 차에는 연료 전지가 매우 중요한 에너지로 떠오르고 있습니다.

배터리 전기차(BEV)에는 배터리의 안전 작동을 위해 배터리 관리 시스템(BMS)이 필요합니다. 이 BMS는 전압과 온도 측정, 전반적인 전류 측정, 열관리, 개별 전지의 충전 수위 조절 및 릴레이 및 안전 절차 운영과 같이 다양한 작업을 처리할 수 있어야 합니다. 향후 BEV의 챌린지는 차량 배터리를 차량대그리드(V2G) 시스템으로 더 잘 알려진 개념인 모바일 저장 시스템의 한 종류로 전기 배터리를 사용하여 전력 그리드를 안정화할 수 있도록 에너지를 양방향으로 전환하는 데 있습니다.

연료 전지의 중요성은 끝없이 늘어나는 일반 차량뿐만 아니라 기차와 트럭와 같은 차량의 추진력에 갈수록 강조되고 있습니다. 일반적인 연료 전지 시스템은 공기 공급로(음극)와 수소 공급로(양극), 쿨링 회로로 구성되어 있습니다. 따라서 연료 전지 차량에는 연료 전지 시스템과 그 개별 하위시스템의 작동을 제어할 수 있는 전자 제어 장치(ECU)가 필요합니다. 다른 기타 애플리케이션과 마찬가지로 이 ECU는 시장에 도입되기 전에 광범위한 테스트를 통과해야 합니다.

dSPACE 솔루션

연료전지 제어 시스템, 배터리 저장 시스템 또는 다른 온보드 에너지 저장 시스템 관련 다른 기술들의 개발 및 테스트와 무관하게, 당사는 귀사의 개발 프로세스를 개선할 수 있도록 지원하는 적합한 툴을 제공합니다. 전체 배터리 관리 시스템(BMS)부터 전지 레벨에서 전압을 모니터 및 조절하는 개별 전지 감독 회로(CSC)에 이르기까지, 테스트 중인 장치마다 당사의 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 제품은 신호 레벨과 고전압 레벨에서 테스트를 수행합니다. 저희에게 말씀만 해주십시오.

CSC와 전류 센서와 같은 추가 구성 요소의 신호 레벨에서 시뮬레이션하는 경우에는 당사의 SCALEXIO 실시간 하드웨어를 사용하십시오. 당사의 테스트 시스템은 CAN, SPI, isoSPI, I²C를 포함하여 광범위한 통신 인터페이스를 지원합니다.

Typical BMS test system from dSPACE.

고압 레벨에서 배터리 관리 시스템(BMS)을 테스트할 수 있도록 당사는 모든 측정 및 조정 장치, 사전 충전 회로 및 절연 오류 모니터로 전체 BMS를 테스트하는 데 사용 가능한 사전 구성된 테스트 시스템을 제공합니다. dSPACE 테스트 시스템은 차량의 모든 배터리 전지 및 전압, 배터리 전류, 다양한 고압 센서에서 발생하는 모든 신호와 같이 BMS의 모든 입력을 인버터, 배터리 또는 충전 지점에서 에뮬레이션합니다. 각 테스트 시스템에는 여러 고정밀 배터리 전지 전압 에뮬레이션 보드가 장착되어 있어, 전지 레벨에서 고압 배터리를 시뮬레이션할 수 있습니다. dSPACE 테스트 시스템에는 안전한 작동을 보장할 수 있도록 통합형 안전성을 갖추어, 고압으로부터 테스트 엔지니어와 장비를 보호합니다. BMS 테스트 시스템은 모듈형 설계 덕분에 확장 가능성이 매우 높으며, 개별 프로젝트 요건에 맞게 간단히 조절됩니다.

소프트웨어 측면에서는 당사의 모델 라이브러리 ASM Electric Components는 배터리를 병렬로 연결할 수 있는 인터페이스뿐만 아니라 개방형 멀티셀 배터리 모델을 제공합니다.

Compact hardware-in-the-loop test system on which a fuel cell model is calculated. All interfaces of the control unit under test are operated this way and malfunctions can be triggered.

dSPACE는 또한 귀사가 자체적으로 최신 연료 전지 기술을 개발 및 테스트할 수 있도록 지원해 드립니다. 이를 위해 dSPACE는 업계에서 이미 입증된 하드웨어인더루프(HIL) 테스트 시스템을 제공하며, 이 시스템에서는 시뮬레이터가 연료 전지 ECUs의 작동에 필요한 모든 관련 기능(예, SCALEXIO 랙 시스템)을 수행할 수 있습니다. 또한 엔지니어링 프로젝트에서도 당사의 표준 모델을 강화하므로, 귀사는 필수 공장 모델과 관련된 모든 챌린지를 충족할 수 있습니다.

일부 사용 사례

배터리 전지 전압 에뮬레이션

당사의 HIL 시스템은 배터리 관리 시스템 테스트를 지원합니다. 일반적인 애플리케이션과 당사의 솔루션 포트폴리오의 혜택에 대해 자세히 알아 보십시오.

안전 관련 e-모빌리티 애플리케이션용 제작 소프트웨어

안전 표준을 준수하고 효율적으로 기능 모델을 제작 코드로 전환

배터리의 열 모니터링

당사의 툴이 어떻게 리튬 이온 배터리 팩의 열 거동을 모니터할 수 있도록 하는지 알아보십시오.

일부 성공 사례

Shanghai Fuel Cell Vehicle Power System: Energy from the Cell

Efficient development and validation of controller software for a fuel cell in commercial vehicles

포드 모터 컴퍼니: 연료전지 혁명

포드는 차량 내 사용을 위한 연료 전지 연구 및 개발을 통해 풍부한 경험을 축적했습니다. 포드의 연구진들은 연구실과 도로상에서 다양한 컨셉을 테스트했습니다.

  • Fuel Cell Systems Product Information, PDF, English, 876 KB
  • Battery Management Systems Product Information, PDF, English, 1030 KB
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