BMS vs PCM: リチウム電池保護における主要な違いと相乗効果
リチウム電池システムでは,電池管理システム (BMS) と保護回路モジュール (PCM) は,機能階層で重要な違いを有する2つの主要な保護技術である.,この論文では,定義,機能,階層関係,核心差異,アプリケーションのシネージーなど5つの側面を詳細に分析しています.
BMS と PCM は 何 です か
バッテリー管理システム (BMS)
バッテリーパラメータ (電圧,電流,温度など) のリアルタイムモニタリングを通じて充電と放電戦略を動的に調整するインテリジェント電子システム) とコミュニケーションを統合するバッテリーパックの安全性と性能を包括的に管理する.
- 多次元的な知的な管理
- 通信とデータ転送のサポート
- バランスのとれた管理技術
PCM (保護回路モジュール)
ハードウェアベースの保護回路は,主に過充電,過放電,短回路,リチウム電池の充電と放電過程中に過剰電流.
- ハードウェアの基本保護
- 過剰充電/過剰放出防止
- 短回路保護
BMS の 基本 機能
- 検出と監視:単一電圧,総電圧,電流,温度,SOC (残った電源),SOH (健康度) などを監視する.
- 活性保護:メインコンタクタを切断するか,故障レベル (例えば超電圧,低電圧,超電流,異常温度) に応じて充電・放電パラメータを調整する.
- 均衡管理:パッシブかアクティブの同等化技術によって 細胞間の差を小さくして バッテリーの寿命を延長します
- コミュニケーションとデータ管理CAN バス,Bluetooth,その他の通信プロトコルをサポートし,外部デバイスやプラットフォームにバッテリー状態を送信します.
PCM の 基本 機能
- 超充電保護: 単位電圧が限界値を超えると充電回路を切断する (例えば4.25V)
- 過剰放電防止:単一単位電圧が最低限の値以下に落ちるのを防止する (例えば2.3V)
- 超電流および短回路保護: MOSチューブまたはシューズによる異常電流を制限する.
- 基本的な温度保護:一部のPCMには温度センサーが組み込まれていますが,機能はよりシンプルです
階層関係とシステム統合
機能階層
- PCMは保護の基礎層である. 通常は単細胞または小型バッテリーパックの"第一防衛線"として,直接的なハードウェア保護に焦点を当てています.
- BMSは高度な管理層である.複雑なバッテリーパックシステム (例えば電気自動車,電動自動車,電動自動車など) のPCMの上に,インテリジェントアルゴリズム,通信,同等化機能が層化されている.産業用エネルギー貯蔵).
統合方法
- 低電圧システム:e自転車,消費電子機器,PCMなど,独立して動作できます.
- 高電圧システム:例えば電気自動車,グリッドエネルギー貯蔵,BMSは通常PCMのハードウェア保護機能を統合して多層保護構造を形成する.
基本機能の違いを比較する
| サイズ | BMS | PCM |
| 機能的複雑性 | 多次元知能管理 (バランス,通信,アルゴリズム制御) | 基本ハードウェア保護 (過充電/放電,短回路) |
| データとの相互作用能力 | 外部デバイスとのリアルタイムデータ送信と通信をサポート | 通信機能なし 局所保護のみ |
| バランス付け能力 | 活性と被動モードのバランス,細胞の一貫性の向上 | バランス付け機能がない |
| 使用ケース | 電気自動車,産業用エネルギー貯蔵,スマート・グリッド | 消費電子機器,小型機器 |
| 費用 | 高級 (ソフトウェア開発と複雑なハードウェアを含む) | 低値 (単純なハードウェア) |
応用シナリオと協力
独立したアプリケーションシナリオ
- PCM 主要シナリオ
シングルセルまたは低シリーズバッテリーパック (例えば携帯電話,再充電可能なバッテリー),高速なハードウェア応答に依存する
- BMS が支配するシナリオ
動的に調整された充電・放電戦略を持つ多弦電池パック (例えば電気自動車)
協働作業モード
- 冗長性設計
産業用エネルギー貯蔵などの高セキュリティシナリオでは,BMSとPCMは二重保護メカニズムを形成する (例えば,3階層の保護アーキテクチャ)
- 層式制御
PCMは保護の底層として機能し,BMSはグローバル最適化を行います.例えば,BMSは細胞の不均衡を検知したとき,平衡を開始します.PCMは極端な場合にのみ回路を切ります
勧告の選択と傾向
選考基準
- バッテリーパックサイズ:PCM は <20 細胞で選択可能で,BMS は > 20 細胞で必要である.
- 機能要件:SOC 推定,通信,またはアクティブ 均衡が必要であれば,BMS を選択する必要があります.
テクノロジー の 傾向
- BMSは高精度とインテリジェンス (例えば,SOHを予測するAIアルゴリズム) に向いています
- 低コストのシナリオではPCMが依然として優勢だが,BMSの普及はセキュリティの需要の増加により増加している.
概要
BMSとPCMは,リチウム電池の保護において,それぞれ"インテリジェント・バトラー"と"基本ディフェンダー"の役割を担っています.BMSはソフトウェアアルゴリズムと通信能力を通じて包括的な管理を実現しますPCMはハードウェアの高速応答を核心とする.両者は異なるシナリオで独立して適用するか,複数のレベルの保護システムを形成するために一緒に作業することができます.バッテリーシステムの複雑性が高まるにつれてシンプルなシナリオではPCMは依然として不可欠です.