BMS vs. PCM: Kernunterschiede und Synergien beim Schutz von Lithiumbatterien

In Lithium-Batteriesystemen sind das Batteriemanagementsystem (BMS) und das Schutzschaltkreismodul (PCM) zwei Schlüsseltypen von Schutztechnologien, die in ihrer funktionalen Hierarchie erhebliche Unterschiede aufweisen.,Diese Studie analysiert fünf Aspekte im Detail: Definition, Funktion, hierarchische Beziehung, Kernunterschiede und Anwendungssynergien.

Was sind BMS und PCM?

BMS (Batteriemanagementsystem)

Ein intelligentes elektronisches System, das die Lade- und Entladestrategien durch Echtzeitüberwachung der Batterieparameter (Spannung, Strom, Temperatur usw.) dynamisch anpasst.) und integriert die, Ausgleich, Datenberechnung und andere Funktionen zur umfassenden Steuerung der Sicherheit und Leistung des Batteriepacks.

• Mehrdimensionales intelligentes Management
• Unterstützung für Kommunikation und Datenübertragung
• Ausgeglichene Managementtechnologie
  

PCM (Schutzkreismodul)

Ein Hardware-basierter Schutzkreis wird hauptsächlich verwendet, um grundlegende Sicherheitsprobleme wie Überladung, Überentladung, Kurzschluss,und Überstrom während des Lade- und Entladeprozesses einer Lithiumbatterie.

• Grundsätzlicher Hardwareschutz
• Schutz vor Überladung/Überentladung
• Kurzschlussschutz

Kernfunktionen des BMS

• Erfassung und Überwachung:Überwachung von Einzelspannung, Gesamtspannung, Strom, Temperatur, SOC (Restleistung), SOH (Gesundheitsgrad) usw.
• Aktiver Schutz:Der Hauptkontaktor wird abgeschnitten oder die Lade- und Entladeparameter entsprechend der Störung angepasst (z. B. Überspannung, Unterspannung, Überstrom, abnormale Temperatur).
• Ausgleichsmanagement:Verringern Sie den Unterschied zwischen den Zellen durch passive oder aktive Ausgleichstechnologie, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern.
• Kommunikation und Datenverwaltung:Unterstützung von CAN-Bus, Bluetooth und anderen Kommunikationsprotokollen zur Übertragung des Batteriestats an externe Geräte oder Plattformen.

Kernfunktionen des PCM

• Überladungsschutz: Ausschalten des Ladeschaltkreises, wenn die Einheitsspannung den Schwellenwert übersteigt (z. B. 4,25 V)
• Schutz vor Überentladungen: Verhindern Sie, dass die Spannung der einzelnen Einheit unter den Mindestschwellenwert fällt (z. B. 2,3 V)
• Überstrom- und Kurzschlussschutz: Beschränkung des abnormalen Stroms durch MOS-Rohr oder Sicherung.
• Grundschutz bei Temperatur: Einige PCMs integrieren Temperatursensoren, die Funktion ist jedoch einfacher

Hierarchische Beziehungen und Systemintegration

Funktionale Hierarchie

• PCM ist die Basisschicht des Schutzes: Sie konzentriert sich auf den unmittelbaren Hardware-Schutz, in der Regel als "erste Verteidigungslinie" für einzelne Zellen oder kleine Batteriepacks.
• BMS ist die erweiterte Management-Schicht: Intelligente Algorithmen, Kommunikations- und Ausgleichsfunktionen sind für komplexe Batteriesysteme (z. B. Elektrofahrzeuge,industrielle Energiespeicherung).

Integrationsmethode

• Niederspannungssysteme: z. B. E-Bikes, Unterhaltungselektronik, PCM können unabhängig arbeiten.
• Hochspannungssysteme: z. B. Elektrofahrzeuge, Energiespeicher, BMS integriert in der Regel die Hardware-Schutzfunktion von PCM, um eine mehrstufige Schutzarchitektur zu bilden.

Vergleich von Kernfunktionsunterschieden

Anwendungsszenarien und Zusammenarbeit

Alleine einsetzbare Anwendungsszenarien

• PCM-dominante Szenarien

Einzelzellen- oder Niedrigserie-Akkupacks (z. B. Mobiltelefone, wiederaufladbare Batterien), die auf eine schnelle Hardwareantwort angewiesen sind

• Szenarien, in denen das BMS dominiert

Batteriesysteme mit mehreren Strängen (z. B. für Elektrofahrzeuge) mit dynamisch eingestellten Lade- und Entlade-Strategien

Kooperationsbetrieb

• Entwurf der Redundanz

Bei hochsicherheitsbezogenen Szenarien wie der industriellen Energiespeicherung bilden das BMS und das PCM einen doppelten Schutzmechanismus (z. B. Drei-Stufen-Schutzarchitektur)

• Schichtkontrolle

Das PCM fungiert als untere Schutzschicht und das BMS führt die globale Optimierung durch.Während der PCM den Stromkreis nur in Extremer Fällen abschneidet

Auswahl der Empfehlungen und Trends

Auswahlgrundlage

• Größe der Batteriepackung:PCM ist optional für < 20 Zellen; BMS ist für > 20 Zellen erforderlich.
• Funktionsanforderungen:Ist eine SOC-Schätzung, Kommunikation oder aktive Ausgleichsregelung erforderlich, muss das BMS ausgewählt werden.

Technologieentwicklung

• BMS bewegt sich in Richtung hoher Genauigkeit und Intelligenz (z. B. KI-Algorithmen, die SOH vorhersagen)
• PCM dominiert immer noch in kostengünstigen Szenarien, aber die Verbreitung von BMS wächst aufgrund der erhöhten Sicherheitsnachfrage

Zusammenfassend.

BMS und PCM spielen die Rolle des “Intelligent Butler” bzw. des “Basic Defender” beim Schutz von Lithiumbatterien.BMS realisiert ein umfassendes Management durch Software-Algorithmen und KommunikationsfähigkeitBeide können unabhängig voneinander in verschiedenen Szenarien angewendet werden oder zusammenarbeiten, um ein mehrstufiges Schutzsystem zu bilden.Da die Komplexität des Batteriesystems zunimmt, wird die Bedeutung von BMS immer wichtiger, aber PCM ist in einfachen Szenarien immer noch unverzichtbar.