배터리 시스템 기초: 셀·모듈·팩과 BMS의 원리
셀부터 팩까지, BMS로 이해하는 배터리 시스템 기초
지식이야기
2026년 02월 01일 출간
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- ISBN 9791175476615
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작품소개
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배터리 시스템 기초: 셀·모듈·팩과 BMS의 원리는 배터리 시스템을 처음 접하는 학습자를 위해, 셀에서 모듈과 팩으로 확장되는 구조와 그 안에서 BMS가 수행하는 역할을 기초 원리 중심으로 설명하는 안내서이다. 배터리를 구성하는 요소들이 어떤 물리·전기적 제약 속에서 함께 동작하는지, 그리고 안전과 성능이 어떤 논리로 관리되는지를 단계적으로 이해하도록 구성했다.
이 책은 전기화학의 핵심 개념을 시스템 관점에서 해석하고, 셀의 전기 모델과 기본 파라미터가 모듈·팩 설계와 운용에서 어떤 의미를 갖는지 연결해 설명한다. 또한 전력 경로, 보호 구조, 열 관리, 계측과 추정, 밸런싱과 보호 로직 등 BMS의 필수 기능을 기능 단위로 정리해, 배터리 시스템을 구성하는 각 요소의 역할과 상호작용을 명확히 드러낸다.
실험 경험이나 현장 체험, 특정 제품에 종속된 사례 대신, 일반적으로 통용되는 원리와 개념을 중심으로 서술하여 독자가 흔들리지 않는 기초 틀을 갖추도록 돕는다. 배터리 기술을 더 깊게 공부하거나 관련 문서를 읽을 때 필요한 이해의 기준선을 제공하는, 기초 개념 중심의 첫 번째 길잡이가 되는 것을 목표로 한다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
이 책은 전기화학의 핵심 개념을 시스템 관점에서 해석하고, 셀의 전기 모델과 기본 파라미터가 모듈·팩 설계와 운용에서 어떤 의미를 갖는지 연결해 설명한다. 또한 전력 경로, 보호 구조, 열 관리, 계측과 추정, 밸런싱과 보호 로직 등 BMS의 필수 기능을 기능 단위로 정리해, 배터리 시스템을 구성하는 각 요소의 역할과 상호작용을 명확히 드러낸다.
실험 경험이나 현장 체험, 특정 제품에 종속된 사례 대신, 일반적으로 통용되는 원리와 개념을 중심으로 서술하여 독자가 흔들리지 않는 기초 틀을 갖추도록 돕는다. 배터리 기술을 더 깊게 공부하거나 관련 문서를 읽을 때 필요한 이해의 기준선을 제공하는, 기초 개념 중심의 첫 번째 길잡이가 되는 것을 목표로 한다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
1장 배터리 시스템의 구성과 경계
셀·모듈·팩의 역할 구분
에너지 저장 시스템 관점에서의 배터리
전기적 경계와 기계적 경계
정격과 명판 정보의 의미
시스템 단위 성능 지표의 해석
운용 상태의 기본 분류
안전 요구 조건의 범주
2장 셀의 전기화학적 동작을 시스템 관점에서 이해하기
전위와 전압의 관계
용량이 의미하는 물리량
전류와 반응 속도의 연결
내부저항의 구성 요소
분극과 전압 강하의 원인
온도가 성능에 미치는 경로
충전 상태와 건강 상태의 구분
3장 셀 전기 모델과 기본 파라미터
이상 전압원과 실제 셀의 차이
개방전압의 특성과 활용
등가회로 모델의 목적
RC 요소가 나타내는 현상
시간상수와 응답 특성
히스테리시스의 개념적 이해
파라미터의 조건 의존성
4장 모듈 설계의 기본 논리
직렬 연결의 효과와 한계
병렬 연결의 효과와 한계
셀 편차가 모듈에 미치는 영향
전압·전류·용량의 합성 규칙
전기적 접속 구조의 기본 형태
기계적 고정과 압력의 의미
모듈 단위 안전 기능의 역할
5장 팩 아키텍처와 전력 경로
팩 내부 전력 흐름의 개요
메인 접촉기와 프리차지의 역할
퓨즈와 차단 장치의 기능
하네스와 버스바의 기본 특성
절연 구조와 누설 경로
서비스 분리 구조의 목적
팩 단위 인터페이스의 구성
6장 열 관리의 기초
발열의 주요 원천
열저항과 열용량의 의미
온도 구배가 만드는 영향
냉각 방식의 기본 분류와 특성
열폭주와 전파의 개념적 이해
온도 센싱의 배치 논리
운용 온도 범위의 설정 원리
7장 안전 개념과 보호 구조
고장 모드의 기본 분류
과전압·저전압 보호의 목적
과전류·단락 보호의 목적
과온·저온 보호의 목적
절연 감시의 기본 원리
가스 배출과 압력 관리 개요
기능 안전 관점의 기본 용어
8장 BMS의 역할과 내부 기능 구조
계측과 판단의 분리 개념
전압 측정의 기본 원리와 한계
전류 측정 방식의 기초
온도 측정의 기초와 오차 요인
충전 상태 추정의 기본 접근
셀 밸런싱의 목적과 방식
보호 로직의 상태 전이 개념
9장 충전과 방전의 시스템 동작
정전류와 정전압 구간의 의미
충전 종료 조건의 논리
방전 종료 조건의 논리
전력 제한과 전류 제한의 차이
회생 전류 수용의 기본 조건
저온 충전 제한의 물리적 배경
부하 변동에 따른 전압 응답
10장 측정, 검증, 성능 표현의 기본
정격 조건과 시험 조건의 구분
용량 측정의 기본 절차 요소
내부저항 측정의 기본 관점
에너지와 효율의 계산 체계
열 특성 확인의 기본 관점
보호 동작 확인의 기본 관점
데이터 기록과 재현성의 의미
셀·모듈·팩의 역할 구분
에너지 저장 시스템 관점에서의 배터리
전기적 경계와 기계적 경계
정격과 명판 정보의 의미
시스템 단위 성능 지표의 해석
운용 상태의 기본 분류
안전 요구 조건의 범주
2장 셀의 전기화학적 동작을 시스템 관점에서 이해하기
전위와 전압의 관계
용량이 의미하는 물리량
전류와 반응 속도의 연결
내부저항의 구성 요소
분극과 전압 강하의 원인
온도가 성능에 미치는 경로
충전 상태와 건강 상태의 구분
3장 셀 전기 모델과 기본 파라미터
이상 전압원과 실제 셀의 차이
개방전압의 특성과 활용
등가회로 모델의 목적
RC 요소가 나타내는 현상
시간상수와 응답 특성
히스테리시스의 개념적 이해
파라미터의 조건 의존성
4장 모듈 설계의 기본 논리
직렬 연결의 효과와 한계
병렬 연결의 효과와 한계
셀 편차가 모듈에 미치는 영향
전압·전류·용량의 합성 규칙
전기적 접속 구조의 기본 형태
기계적 고정과 압력의 의미
모듈 단위 안전 기능의 역할
5장 팩 아키텍처와 전력 경로
팩 내부 전력 흐름의 개요
메인 접촉기와 프리차지의 역할
퓨즈와 차단 장치의 기능
하네스와 버스바의 기본 특성
절연 구조와 누설 경로
서비스 분리 구조의 목적
팩 단위 인터페이스의 구성
6장 열 관리의 기초
발열의 주요 원천
열저항과 열용량의 의미
온도 구배가 만드는 영향
냉각 방식의 기본 분류와 특성
열폭주와 전파의 개념적 이해
온도 센싱의 배치 논리
운용 온도 범위의 설정 원리
7장 안전 개념과 보호 구조
고장 모드의 기본 분류
과전압·저전압 보호의 목적
과전류·단락 보호의 목적
과온·저온 보호의 목적
절연 감시의 기본 원리
가스 배출과 압력 관리 개요
기능 안전 관점의 기본 용어
8장 BMS의 역할과 내부 기능 구조
계측과 판단의 분리 개념
전압 측정의 기본 원리와 한계
전류 측정 방식의 기초
온도 측정의 기초와 오차 요인
충전 상태 추정의 기본 접근
셀 밸런싱의 목적과 방식
보호 로직의 상태 전이 개념
9장 충전과 방전의 시스템 동작
정전류와 정전압 구간의 의미
충전 종료 조건의 논리
방전 종료 조건의 논리
전력 제한과 전류 제한의 차이
회생 전류 수용의 기본 조건
저온 충전 제한의 물리적 배경
부하 변동에 따른 전압 응답
10장 측정, 검증, 성능 표현의 기본
정격 조건과 시험 조건의 구분
용량 측정의 기본 절차 요소
내부저항 측정의 기본 관점
에너지와 효율의 계산 체계
열 특성 확인의 기본 관점
보호 동작 확인의 기본 관점
데이터 기록과 재현성의 의미
인물정보
저자(글) 지식이야기 공학지식팀
배터리 기술에 대한 관심을 바탕으로 독자 니즈와 시장 흐름을 꾸준히 연구하며, 복잡한 내용을 핵심 개념 중심으로 쉽게 정리한 지식콘텐츠를 성실히 제작하고 있습니다.
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