BMS versus PCM: belangrijkste verschillen en synergieën in de bescherming van lithiumbatterijen

In lithiumbatterijsystemen zijn batterijbeheersysteem (BMS) en beschermingscircuitmodule (PCM) twee belangrijke soorten beschermingstechnologieën, die aanzienlijke verschillen in functionele hiërarchie hebben.,In dit document worden vijf aspecten gedetailleerd geanalyseerd: definitie, functie, hiërarchische relatie, kernverschillen en toepassingssynergie.

Wat zijn BMS en PCM?

BMS (batterijbeheersysteem)

Een intelligent elektronisch systeem dat de oplaad- en ontladingsstrategieën dynamisch aanpast door realtime monitoring van batterijparameters (spanning, stroom, temperatuur, enz.)) en integreert de communicatie, evenwicht, gegevensberekening en andere functies om de veiligheid en prestaties van het batterijpakket op een uitgebreide manier te beheren.

• Meerdimensionaal intelligent beheer
• Ondersteuning voor communicatie en gegevensoverdracht
• Een evenwichtige beheertechnologie
  

PCM (Protection Circuit Module)

Een op hardware gebaseerd beschermingscircuit wordt hoofdzakelijk gebruikt om fundamentele veiligheidsproblemen zoals overlading, overlading, kortsluiting,en overstromingen tijdens het opladen en ontladen van een lithiumbatterie.

• Hardwarebescherming
• Bescherming tegen overbelasting/overontlading
• Kortsluitingsbescherming

Kernfuncties van het BMS

• Sensing en monitoring:het monitoren van enkelvoudige spanning, totale spanning, stroom, temperatuur, SOC (overgebleven vermogen), SOH (gezondheidsgraad), enz.
• Actieve bescherming:Sluit de hoofdcontactor af of stel de laad- en ontladingsparameters aan op basis van het foutniveau (bijv. overspanning, onderspanning, overstroom, abnormale temperatuur).
• Het beheer van de gelijkstelling:Verminder het verschil tussen de cellen door middel van passieve of actieve gelijkstellingstechnologie om de levensduur van de batterij te verlengen.
• Communicatie en gegevensbeheer:Ondersteunt CAN-bus, Bluetooth en andere communicatieprotocollen om de batterijstatus naar externe apparaten of platforms over te dragen.

Kernfuncties van PCM

• Bescherming tegen overlading: afsluit het laadcircuit wanneer de eenheidspanning de drempelwaarde overschrijdt (bv. 4,25 V)
• Bescherming tegen overontlading: voorkomen dat de spanning van het enkelvoudige apparaat onder de minimale drempel valt (bijv. 2,3 V)
• Bescherming tegen overstroom en kortsluiting: Beperking van abnormale stroom door MOS-buis of -sluiting.
• Basistemperatuurbescherming: sommige PCM's bevatten temperatuursensoren, maar de functie is eenvoudiger

Hiërarchische relaties en systeemintegratie

functioneel hiërarchie

• PCM is de basislaag van bescherming: gericht op directe hardwarebescherming, meestal als de eerste verdedigingslinie voor enkele cellen of kleine batterijpakketten.
• BMS is de geavanceerde beheerslaag: intelligente algoritmen, communicatie- en gelijkstellingsfuncties worden bovenop PCM geplaatst voor complexe batterijpakketsystemen (bijv. elektrische voertuigen,industriële energieopslag).

Integratiemethode

• Lage spanningssystemen: e-bikes, consumentenelektronica, PCM kunnen bijvoorbeeld zelfstandig werken.
• Hoge-spanningssystemen: bijvoorbeeld elektrische voertuigen, energiespeer in het net, BMS integreert meestal de hardwarebeschermingsfunctie van PCM om zo een multi-level-beschermingsarchitectuur te vormen.

Vergelijking van verschillen in kernfunctionaliteit

Toepassingsscenarios en samenwerking

Stand-alone toepassingsscenario's

• PCM dominante scenario's

Eencellen- of batterijpakketten van lage serie (bijv. mobiele telefoons, oplaadbare batterijen), die afhankelijk zijn van een snelle hardware-respons

• BMS-gedomineerde scenario's

accu's met meerdere strengen (bijv. voor elektrische voertuigen) met dynamisch aangepaste oplaad- en ontladingsstrategieën

coöperatieve werkwijze

• Ontwerp van redundantie

In scenario's met een hoge beveiliging, zoals industriële energieopslag, vormen het BMS en het PCM een tweeledig beschermingsmechanisme (bijv. drie-niveaus-beschermingsarchitectuur)

• Gelaagd beheer

De PCM fungeert als de onderste beschermingslaag en het BMS voert globale optimalisatie uit.terwijl de PCM het circuit alleen in extreme gevallen afsnijdt

Selectie van aanbevelingen en ontwikkelingen

Selectiebasis

• Batterijverpakking:PCM is optioneel voor < 20 cellen; BMS is vereist voor > 20 cellen.
• Functionele eisen:Indien SOC-schatting, communicatie of actieve evenwichting vereist is, moet BMS worden gekozen.

Technologische ontwikkelingen

• BMS die zich richt op hoge nauwkeurigheid en intelligentie (bijv. AI-algoritmen die SOH voorspellen)
• PCM domineert nog steeds in low-cost scenario's, maar de penetratie van BMS groeit door de toegenomen vraag naar beveiliging

Samenvattend.

BMS en PCM spelen respectievelijk de rol van “Intelligent Butler” en “Basic Defender” bij de bescherming van lithiumbatterijen.BMS realiseert integraal beheer door middel van software-algoritmen en communicatievermogenPCM is gebaseerd op hardware-speedrespons en kan onafhankelijk van elkaar worden toegepast in verschillende scenario's of samenwerken om een multi-level beveiligingssysteem te vormen.Naarmate de complexiteit van het batterijsysteem toeneemtHet belang van BMS wordt steeds belangrijker, maar PCM is nog steeds onmisbaar in eenvoudige scenario's.