BMS против PCM: основные различия и синергии в защите литиевых батарей

В системе литиевых батарей система управления батареей (BMS) и модуль защитной схемы (PCM) являются двумя ключевыми типами технологий защиты, которые имеют значительные различия в функциональной иерархии,В данной работе подробно анализируются пять аспектов: определение, функция, иерархические отношения, основные различия и синергия применения.

Что такое BMS и PCM?

BMS (система управления батареями)

Интеллектуальная электронная система, которая динамически регулирует стратегии зарядки и разрядки с помощью мониторинга параметров батареи в режиме реального времени (напряжение, ток, температура и т.д.).) и объединяет коммуникацию, выравнивание, вычисление данных и другие функции для всестороннего управления безопасностью и производительностью аккумуляторной батареи.

• Многомерное интеллектуальное управление
• Поддержка связи и передачи данных
• Технология сбалансированного управления
  

PCM (модуль защитной схемы)

Схема защиты, основанная на аппаратном обеспечении, в основном используется для предотвращения фундаментальных проблем безопасности, таких как перезарядка, перезарядка, короткое замыкание,и перенапряжение во время процесса зарядки и разрядки литиевой батареи.

• Базовая защита аппаратного обеспечения
• Защита от перезарядки/переразрядки
• Защита от короткого тока

Основные функции БМС

• Ощущение и наблюдение:Мониторинг одного напряжения, общего напряжения, тока, температуры, SOC (остаточная мощность), SOH (степень здоровья) и т.д.
• Активная защита:Отрезать главный контактник или регулировать параметры зарядки и разрядки в соответствии с уровнем неисправности (например, перенапряжение, перенапряжение, перенапряжение, аномальная температура).
• Управление выравниванием:Уменьшить разницу между ячейками с помощью технологии пассивного или активного выравнивания, чтобы продлить срок службы батареи.
• Общение и управление данными:Поддержка шины CAN, Bluetooth и других протоколов связи для передачи состояния батареи на внешние устройства или платформы.

Основные функции ПКМ

• Защита от перезарядки: отключение зарядной цепи, когда единичное напряжение превышает пороговое значение (например, 4,25 В)
• Защита от перезарядки: предотвращение падения напряжения одной единицы ниже минимального порога (например, 2,3 В)
• Защита от перенапряжения и короткого замыкания: ограничение аномального тока трубкой MOS или предохранителем.
• Базовая защита температуры: некоторые ПКМ включают датчики температуры, но функция проще

Иерархические отношения и интеграция систем

функциональная иерархия

• PCM - это базовый уровень защиты: сосредоточенный на непосредственной защите аппаратного обеспечения, обычно в качестве "первой линии защиты" для одиночных ячеек или небольших батарей.
• BMS представляет собой слой продвинутого управления: интеллектуальные алгоритмы, функции связи и выравнивания накладываются на PCM для сложных систем аккумуляторных батарей (например, электромобилей,промышленное хранение энергии).

Метод интеграции

• Системы низкого напряжения: например, электровелосипеды, потребительская электроника, PCM могут работать самостоятельно.
• Высоковольтные системы: например, электромобили, хранилища энергии в сети, BMS обычно интегрирует аппаратную защиту PCM для формирования многоуровневой архитектуры защиты.

Сравнение основных функциональных различий

Сценарии применения и сотрудничество

Самостоятельные сценарии применения

• Доминирующие сценарии PCM

Одноклеточные или низкосерийные аккумуляторные комплекты (например, сотовые телефоны, аккумуляторы с перезарядкой), опирающиеся на быструю аппаратную реакцию

• Сценарии, в которых доминирует BMS

Батарейные комплекты с несколькими нитями (например, электромобили) с динамически регулируемыми стратегиями зарядки и разрядки

режим совместной работы

• Дизайн избыточности

В сценариях высокой безопасности, таких как промышленное хранение энергии, BMS и PCM образуют двойной механизм защиты (например, трехуровневая архитектура защиты)

• Складное управление

PCM действует как нижний слой защиты, а BMS выполняет глобальную оптимизацию.в то время как ПКМ перерезает цепь только в крайних случаях

Выбор рекомендаций и тенденции

Основание отбора

• Размер аккумулятора:PCM является необязательным для <20 ячеек; BMS требуется для >20 ячеек.
• Функциональные требованияЕсли требуется оценка SOC, сообщение или активная выравнивание, должна быть выбрана система BMS.

Технологические тенденции

• BMS движется к высокой точности и интеллекту (например, алгоритмы ИИ, предсказывающие SOH)
• PCM по-прежнему доминирует в низкозатратных сценариях, но проникновение BMS растет из-за увеличения спроса на безопасность

Подведите итог.

BMS и PCM играют роли "Интеллектуального Батлера" и "Основного Защитника" соответственно в защите литиевых батарей.BMS реализует комплексное управление с помощью программных алгоритмов и коммуникационных возможностейОба они могут применяться независимо в разных сценариях или работать вместе, чтобы сформировать многоуровневую систему защиты.По мере того как сложность системы батареи увеличивается, важность BMS становится все более заметной, но PCM по-прежнему является незаменимой в простых сценариях.