BMS vs PCM: Główne różnice i synergie w ochronie baterii litowych

W systemie baterii litowej system zarządzania baterią (BMS) i moduł obwodu ochronnego (PCM) to dwa kluczowe rodzaje technologii ochrony, które mają znaczące różnice w hierarchii funkcjonalnej,W niniejszym artykule szczegółowo analizowano pięć aspektów: definicję, funkcję, relacje hierarchiczne, podstawowe różnice i synergię aplikacji.

Czym są BMS i PCM?

BMS (system zarządzania akumulatorami)

Inteligentny system elektroniczny, który dynamicznie dostosowuje strategie ładowania i rozładowania poprzez monitorowanie w czasie rzeczywistym parametrów baterii ( napięcie, prąd, temperatura itp.).) i łączy komunikację, wyrównania, obliczania danych i innych funkcji w celu kompleksowego zarządzania bezpieczeństwem i wydajnością zestawu baterii.

• Wielowymiarowe inteligentne zarządzanie
• Wsparcie w zakresie komunikacji i przekazywania danych
• Technologia zrównoważonego zarządzania
  

PCM (Modul obwodu ochronnego)

Obwód zabezpieczający oparty na sprzęcie jest wykorzystywany głównie do zapobiegania podstawowym problemom bezpieczeństwa, takim jak przeładowanie, przeładowanie, zwarcia,i nadprądu podczas procesu ładowania i rozładowywania baterii litowej.

• Podstawowa ochrona sprzętu
• Ochrona przed przeładowaniem/przeładowaniem
• Ochrona przed zwarciem

Podstawowe funkcje BMS

• Wykrywanie i monitorowanie:monitorowanie pojedynczego napięcia, całkowitego napięcia, prądu, temperatury, SOC (osiągła moc), SOH (stopień zdrowia) itp.
• Aktywna ochrona:Odciąć główny kontaktor lub regulować parametry ładowania i rozładowania zgodnie z poziomem awarii (np. nad napięciem, pod napięciem, nad prądem, nienormalną temperaturą).
• Zarządzanie wyrównaniem:Zmniejszyć różnicę pomiędzy ogniwami za pomocą technologii pasywnej lub aktywnej wyrównania, aby wydłużyć żywotność baterii.
• Komunikacja i zarządzanie danymi:Wspieranie busy CAN, Bluetooth i innych protokołów komunikacyjnych w celu przesyłania stanu baterii do urządzeń lub platform zewnętrznych.

Główne funkcje PCM

• Ochrona przed przeładowaniem: odcięcie obwodu ładowania, gdy napięcie jednostkowe przekracza wartość progową (np. 4,25 V)
• Ochrona przed nadmiernym rozładowaniem: zapobieganie spadkowi napięcia jednostkowego poniżej minimalnego progu (np. 2,3 V)
• Ochrona przed prądem i zwarciem: ograniczenie nienormalnego prądu przez rurę MOS lub bezpiecznik.
• Podstawowa ochrona temperatury: niektóre PCM integrują czujniki temperatury, ale funkcja jest prostsza

Relacje hierarchiczne i integracja systemów

hierarchia funkcjonalna

• PCM jest podstawową warstwą ochrony: koncentruje się na natychmiastowej ochronie sprzętu, zwykle jako pierwsza linia obrony dla pojedynczych ogniw lub małych akumulatorów.
• BMS jest zaawansowaną warstwą zarządzania: inteligentne algorytmy, funkcje komunikacji i wyrównania są nakładane na PCM dla złożonych systemów akumulatorów (np. pojazdów elektrycznych,magazynowanie energii przemysłowej).

Metoda integracji

• Systemy niskiego napięcia: np. rowery elektryczne, elektronika użytkowa, PCM mogą działać niezależnie.
• Systemy wysokonapięciowe: np. pojazdy elektryczne, magazynowanie energii w sieci, BMS zazwyczaj integruje funkcję ochrony sprzętowej PCM w celu utworzenia wielopoziomowej architektury ochrony.

Porównanie podstawowych różnic funkcjonalności

Scenariusze zastosowań i współpraca

Samodzielne scenariusze zastosowania

• Scenariusze dominujące w PCM

Zestawy baterii z pojedynczą komórką lub z niską serią (np. telefony komórkowe, akumulatory naładowalne), opierające się na szybkiej odpowiedzi sprzętowej

• Scenariusze zdominowane przez BMS

Zestawy akumulatorów wielościennych (np. pojazdy elektryczne) z dynamicznie regulowanymi strategiami ładowania i rozładowania

tryb współpracy

• Projektowanie nadmiaru

W scenariuszach o wysokim poziomie bezpieczeństwa, takich jak przemysłowe magazynowanie energii, BMS i PCM tworzą mechanizm podwójnej ochrony (np. trójstopniowa architektura ochrony)

• Poziomowe sterowanie

PCM działa jako dolna warstwa ochrony, a BMS wykonuje globalną optymalizację.podczas gdy PCM odcina obwód tylko w skrajnych przypadkach

Wybór zaleceń i tendencje

Podstawa wyboru

• Rozmiar opakowania baterii:PCM jest opcjonalny dla komórek < 20; BMS jest wymagany dla komórek > 20.
• Wymagania funkcjonalne:Jeżeli wymagane jest oszacowanie SOC, komunikacja lub aktywne wyrównanie, należy wybrać BMS.

Trend technologiczny

• BMS zmierza w kierunku wysokiej dokładności i inteligencji (np. algorytmy AI przewidujące SOH)
• PCM nadal dominuje w scenariuszach niskich kosztów, ale penetracja BMS rośnie ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na bezpieczeństwo

Podsumuj.

BMS i PCM odgrywają odpowiednio rolę “Inteligentnego Butlera” i “Basic Defender” w ochronie baterii litowej,BMS realizuje kompleksowe zarządzanie za pomocą algorytmów oprogramowania i możliwości komunikacjiObie mogą być stosowane niezależnie w różnych scenariuszach lub współpracować w celu utworzenia wielopoziomowego systemu ochrony.Wraz ze wzrostem złożoności systemu baterii, znaczenie BMS staje się coraz bardziej widoczne, ale PCM jest nadal niezbędne w prostych scenariuszach.