BMS so với PCM: Sự khác biệt chính và sự hợp tác trong bảo vệ pin lithium

Trong hệ thống pin lithium, hệ thống quản lý pin (BMS) và mô-đun mạch bảo vệ (PCM) là hai loại công nghệ bảo vệ quan trọng, có sự khác biệt đáng kể trong phân cấp chức năng,Các kịch bản ứng dụng và sự phức tạp kỹ thuật. Bài báo này phân tích chi tiết năm khía cạnh: định nghĩa, chức năng, mối quan hệ phân cấp, sự khác biệt cốt lõi và sự phối hợp ứng dụng.

BMS và PCM là gì?

BMS (Hệ thống quản lý pin)

Một hệ thống điện tử thông minh điều chỉnh năng động các chiến lược sạc và xả bằng cách theo dõi thời gian thực các thông số pin (tăng, dòng điện, nhiệt độ, v.v.).) và tích hợp thông tin liên lạc, cân bằng, tính toán dữ liệu và các chức năng khác để quản lý toàn diện an toàn và hiệu suất của bộ pin.

• Quản lý thông minh đa chiều
• Hỗ trợ truyền thông và chuyển dữ liệu
• Công nghệ quản lý cân bằng
  

PCM (Module Protection Circuit)

Một mạch bảo vệ dựa trên phần cứng chủ yếu được sử dụng để ngăn chặn các vấn đề an toàn cơ bản như sạc quá mức, xả quá mức, mạch ngắn,và quá tải trong quá trình sạc và xả pin lithium.

• Bảo vệ phần cứng cơ bản
• Bảo vệ quá tải / quá xả
• Bảo vệ mạch ngắn

Các chức năng cốt lõi của BMS

• Khám phá và giám sát:giám sát điện áp đơn, điện áp tổng thể, dòng điện, nhiệt độ, SOC (năng lượng còn lại), SOH (mức độ sức khỏe), v.v.
• Bảo vệ tích cực:Tắt dây tiếp xúc chính hoặc điều chỉnh các thông số sạc và xả theo mức lỗi (ví dụ: quá điện áp, dưới điện áp, quá điện, nhiệt độ bất thường).
• Quản lý cân bằng:Giảm sự khác biệt giữa các tế bào thông qua công nghệ cân bằng thụ động hoặc hoạt động để kéo dài tuổi thọ pin.
• Truyền thông và quản lý dữ liệu:Hỗ trợ bus CAN, Bluetooth và các giao thức truyền thông khác để truyền trạng thái pin đến các thiết bị hoặc nền tảng bên ngoài.

Các chức năng cốt lõi của PCM

• Bảo vệ sạc quá mức: ngắt mạch sạc khi điện áp đơn vị vượt quá giá trị ngưỡng (ví dụ 4,25V)
• Bảo vệ quá mức xả: ngăn chặn điện áp đơn vị giảm xuống dưới ngưỡng tối thiểu (ví dụ: 2,3V)
• Bảo vệ quá điện và mạch ngắn: Giới hạn điện bất thường bằng ống MOS hoặc bộ an toàn.
• Bảo vệ nhiệt độ cơ bản: một số PCM tích hợp cảm biến nhiệt độ, nhưng chức năng đơn giản hơn

Các mối quan hệ phân cấp và tích hợp hệ thống

phân cấp chức năng

• PCM là lớp bảo vệ cơ bản: tập trung vào bảo vệ phần cứng ngay lập tức, thường là "đường phòng thủ đầu tiên" cho các tế bào đơn hoặc gói pin nhỏ.
• BMS là lớp quản lý tiên tiến: các thuật toán thông minh, chức năng liên lạc và cân bằng được xếp trên PCM cho các hệ thống pin phức tạp (ví dụ như xe điện, xe điện, xe điện).Lưu trữ năng lượng công nghiệp).

Phương pháp tích hợp

• Hệ thống điện áp thấp: ví dụ: xe đạp điện, thiết bị điện tử tiêu dùng, PCM có thể hoạt động độc lập.
• Hệ thống điện áp cao: ví dụ: xe điện, lưu trữ năng lượng lưới, BMS thường tích hợp chức năng bảo vệ phần cứng của PCM để tạo thành một kiến trúc bảo vệ đa cấp.

So sánh các khác biệt về chức năng cốt lõi

Các kịch bản ứng dụng và hợp tác

Các kịch bản ứng dụng độc lập

• Các kịch bản PCM thống trị

Các bộ pin pin đơn hoặc series thấp (ví dụ: điện thoại di động, pin sạc lại), dựa trên phản ứng phần cứng nhanh

• Các kịch bản thống trị bởi BMS

Bộ pin đa dây (ví dụ như xe điện) với chiến lược sạc và xả năng điều chỉnh động

chế độ làm việc hợp tác

• Thiết kế dư thừa

Trong các kịch bản bảo mật cao như lưu trữ năng lượng công nghiệp, BMS và PCM tạo thành một cơ chế bảo vệ kép (ví dụ: kiến trúc bảo vệ ba cấp)

• Kiểm soát theo lớp

PCM đóng vai trò là lớp bảo vệ dưới cùng và BMS thực hiện tối ưu hóa toàn cầu.trong khi PCM chỉ cắt mạch trong trường hợp cực đoan

Lựa chọn các khuyến nghị và xu hướng

Cơ sở lựa chọn

• Kích thước gói pin:PCM là tùy chọn cho <20 tế bào; BMS là bắt buộc cho >20 tế bào.
• Yêu cầu chức năng:Nếu ước tính SOC, thông tin liên lạc hoặc cân bằng tích cực được yêu cầu, BMS phải được chọn.

Xu hướng công nghệ

• BMS di chuyển hướng tới độ chính xác và trí thông minh cao (ví dụ, các thuật toán AI dự đoán SOH)
• PCM vẫn chiếm ưu thế trong các kịch bản chi phí thấp, nhưng sự thâm nhập của BMS tăng do nhu cầu bảo mật tăng

Tóm lại.

BMS và PCM đóng vai trò của “Intelligent Butler” và “Basic Defender” trong việc bảo vệ pin lithium,BMS thực hiện quản lý toàn diện thông qua các thuật toán phần mềm và khả năng giao tiếpCả hai đều có thể được áp dụng độc lập trong các kịch bản khác nhau hoặc làm việc cùng nhau để tạo thành một hệ thống bảo vệ đa cấp.Khi sự phức tạp của hệ thống pin tăng lên, tầm quan trọng của BMS ngày càng trở nên nổi bật, nhưng PCM vẫn là điều không thể thiếu trong các kịch bản đơn giản.