BMS vs PCM: principales différences et synergies dans la protection des batteries au lithium

Dans le système de batterie au lithium, le système de gestion de la batterie (BMS) et le module de circuit de protection (PCM) sont deux types clés de technologies de protection, qui présentent des différences significatives dans la hiérarchie fonctionnelle,Ce document analyse en détail cinq aspects: définition, fonction, relation hiérarchique, différences fondamentales et synergie des applications.

Que sont le BMS et le PCM?

BMS (système de gestion de la batterie)

Un système électronique intelligent qui ajuste dynamiquement les stratégies de charge et de décharge grâce à une surveillance en temps réel des paramètres de la batterie (tension, courant, température, etc.).) et intègre la communication, l'équilibrage, le calcul des données et d'autres fonctions pour gérer de manière globale la sécurité et les performances de la batterie.

• Gestion intelligente multidimensionnelle
• Soutien à la communication et au transfert de données
• Technologie de gestion équilibrée
  

Le module de circuit de protection (PCM)

Un circuit de protection basé sur le matériel est principalement utilisé pour prévenir les problèmes de sécurité fondamentaux tels que la surcharge, la surdécharge, le court-circuit,et surcourant pendant le processus de charge et de décharge d'une batterie au lithium.

• Protection matérielle de base
• Protection contre les surcharges/décharges
• Protection contre le court-circuit

Fonctions essentielles du BMS

• Détection et surveillance:la surveillance de la tension unique, de la tension totale, du courant, de la température, du SOC (puissance résiduelle), du SOH (niveau de santé), etc.
• Protection active:Couper le contacteur principal ou régler les paramètres de charge et de décharge en fonction du niveau de défaillance (ex. surtension, sous-tension, sur courant, température anormale).
• Gestion de la péréquation:Réduire la différence entre les cellules grâce à une technologie d'égalisation passive ou active pour prolonger la durée de vie de la batterie.
• Communication et gestion des donnéesPrise en charge du bus CAN, du Bluetooth et d'autres protocoles de communication pour transmettre l'état de la batterie aux appareils ou plateformes externes.

Fonctions essentielles de la GPC

• Protection contre la surcharge: couper le circuit de charge lorsque la tension unitaire dépasse la valeur de seuil (par exemple 4,25 V)
• Protection contre les surcharges: empêcher la tension de l'unité unique de descendre en dessous du seuil minimum (par exemple 2,3 V)
• Protection contre les surtensions et les courts-circuits: Limiter le courant anormal par tube ou fusible MOS.
• Protection de base de la température: certains PCM intègrent des capteurs de température, mais la fonction est plus simple

Relations hiérarchiques et intégration des systèmes

hiérarchie fonctionnelle

• Le PCM est la couche de base de la protection: se concentrant sur la protection matérielle immédiate, généralement en tant que première ligne de défense pour les cellules individuelles ou les petites batteries.
• Le BMS est la couche de gestion avancée: des algorithmes intelligents, des fonctions de communication et d'équilibrage sont superposés au PCM pour les systèmes de batteries complexes (par exemple, les véhicules électriques, lesstockage industriel de l'énergie).

Méthode d'intégration

• Systèmes à basse tension: par exemple, les vélos électriques, les appareils électroniques grand public, les PCM peuvent fonctionner de manière indépendante.
• Systèmes haute tension: par exemple, véhicules électriques, stockage d'énergie sur réseau, le BMS intègre généralement la fonction de protection matérielle du PCM pour former une architecture de protection à plusieurs niveaux.

Comparaison des différences de fonctionnalités de base

Scénarios d'application et collaboration

Scénarios d'application indépendants

• Scénarios de PCM dominants

Piles à pile unique ou à série basse (p. ex. téléphones cellulaires, piles rechargeables), reposant sur une réponse matérielle rapide

• Scénarios dominés par le BMS

Piles à plusieurs cordes (par exemple, véhicules électriques) avec des stratégies de charge et de décharge réglées dynamiquement

mode de travail coopératif

• Conception de la redondance

Dans les scénarios à haute sécurité tels que le stockage industriel d'énergie, le BMS et le PCM forment un mécanisme de double protection (par exemple, une architecture de protection à trois niveaux)

• Contrôle par couches

Le PCM agit comme la couche inférieure de protection et le BMS effectue l'optimisation globale.alors que le PCM coupe le circuit uniquement dans des cas extrêmes

Sélection des recommandations et tendances

Base de sélection

• Taille de la batterie:Le PCM est facultatif pour < 20 cellules; le BMS est requis pour > 20 cellules.
• Exigences fonctionnelles:Si l'estimation, la communication ou l'équilibrage actif du SOC sont nécessaires, le BMS doit être choisi.

Les tendances technologiques

• BMS se dirige vers une précision et une intelligence élevées (par exemple, les algorithmes d'IA prédisant SOH)
• Le PCM domine toujours dans les scénarios à faible coût, mais la pénétration du BMS augmente en raison de l'augmentation de la demande de sécurité

Résumez.

Le BMS et le PCM jouent respectivement le rôle de "Intelligent Butler" et de "Basic Defender" dans la protection des batteries au lithium.Le BMS réalise une gestion complète grâce à des algorithmes logiciels et des capacités de communicationLes deux peuvent être appliqués indépendamment dans différents scénarios ou travailler ensemble pour former un système de protection à plusieurs niveaux.Comme la complexité du système de batterie augmente, l'importance du BMS devient de plus en plus importante, mais le PCM reste indispensable dans des scénarios simples.