BMSとPCM:リチウムバッテリーパックの違いは何ですか?

リチウムバッテリーパックの開発時に、よく2つの用語が使われます。BMSおよびPCM.どちらもバッテリー保護に関連しており、安全でない運転環境の防止に役立ちます。そのため、同じ意味を持つかのように扱われることがあります。

実は、まったく同じではありません。

PCMは主にリチウムセルの基本的な電気的保護を提供するために設計されており、BMSはより高度な監視、管理、通信、制御機能を提供できます。

BMSとPCMの違いを理解することで、単純なバッテリーパックを過剰に設計したり、より要求の高い用途にはあまりにも基本的な保護回路を使うことを避けられます。

リチウムバッテリーのPCMとは何ですか?

PCMは以下の略です。保護回路モジュール.

主な役割は、リチウムバッテリーが安全な電気的限界を超えて動作するのを防ぐことです。

典型的なPCMは以下のものを提供します:

• 過充電保護
• 過放電保護
• 過電流保護
• ショート回路保護

一部のPCM設計にはNTC温度センサーやその他の追加保護機能も含まれている場合があります。

小型のリチウムポリマーバッテリーや比較的単純なバッテリーパックでは、PCMで十分であることが多いです。

例えば、携帯型電子機器で使用されるコンパクトな1Sリチウムポリマーバッテリーは、過剰充電、深放電、異常電流に対する基本的な保護だけで十分かもしれません。

この種の用途では、複雑なスマートBMSを追加しても実用的なメリットはあまりないかもしれません。

BMSとは何ですか?

BMSは以下の略ですバッテリー管理システム.

BMSはPCMと同様に基本的なバッテリー保護を行うことができますが、バッテリーパックに関する情報も管理可能です。

設計によっては、BMSが監視することがあります:

• 個々のセル電圧
• パック電圧
• 充放電電流
• セル温度
• 充電状態(SOC)
• 健康状態(SOH)
• 残存容量
• サイクルカウント
• 細胞の不均衡
• 故障条件

高度なBMSソリューションは、CAN、RS485、UART、SMBus、I2C、Bluetooth、その他のプロトコルを通じてメインデバイスと通信することも可能です。

もしまだどのタイプのBMSが必要か決めかねているなら、当ガイドもご覧くださいリチウムバッテリーパックに適したBMSの選び方.

BMSとPCM:主な違いは?

違いを理解する最も簡単な方法は、PCMは主に保護一方、BMSは保護とバッテリー管理.

特徴	PCM	BMS
過充電保護	はい	はい
過放電保護	はい	はい
過電流保護	はい	はい
ショート回路保護	はい	はい
温度監視	オプション/基本	通常はサポートされています
セル電圧監視	限定	はい
セルバランシング	時々	マルチセルパックでよく使われています
SOC計算	通常は違います	利用可能
SOHモニタリング	通常は違います	利用可能
通信	通常は違います	CAN、UART、RS485、SMBusなどです。
データログ	いいえ	可能性はあります
典型的な応用例	小型・シンプルなバッテリー	複雑または高価値のバッテリーシステム

ただし、具体的な機能は回路設計によって異なります。すべてのBMSにこれらすべての高度な機能が含まれているというルールはありません。

また、一部のメーカーは用語の使い方が異なるため、図面に印刷された名前よりも実際の仕様の方が重要です。

通常、PCMが十分な場合がどれくらいでしょうか?

PCMはバッテリーシステムが比較的単純な場合によく適しています。

典型的な例は以下の通りです:

• Bluetoothデバイス
• 小型の家電
• 携帯照明
• 美容機器
• 小型スマートウェアラブル
• シンプル1Sリチウムポリマーバッテリーパック
• 低消費電力ハンドヘルド電子機器

例えば、ある製品が3.7Vの1000mAhリチウムポリマーバッテリーを使用し、基本的な携帯機器の電源だけを供給すればよいとします。

もし機器がバッテリー通信、SOC報告、セルバランシング、複雑な故障診断を必要としない場合、PCMがより実用的な解決策となる場合があります。

より小さく、シンプルで、通常はコスト効率も高いです。

これは特にPCBの寸法やバッテリー厚が制限されているコンパクトな製品で重要です。

BMSはいつ使うべきか?

バッテリーシステムが複雑になるにつれてBMSはより有用になります。

例えば、8個または16個のセルを直列に接続したバッテリーパックを考えます。セル間の小さな電圧差は、繰り返しの充電・放電によってより顕著になることがあります。

この場合、バッテリーは個別のセルの監視とバランス調整が必要になることがあります。

BMSは、ホストデバイスがバッテリーの正確な動作を把握する必要がある場合にもよく使われます。

典型的な用途には以下が含まれます:

• エネルギー貯蔵システム
• 医療機器
• 工業用機器
• ロボティクス
• 電動モビリティ製品
• AGV(全地形移動車両)
• 通信機器
• 大容量リチウムバッテリーパック
• スマートバッテリーシステム

例えば医療機器や産業用機器では、バッテリーが残りの容量、温度、サイクル数、故障情報をホストコントローラーに報告する必要がある場合があります。

単純なPCMでは通常、このレベルの情報は提供できません。

BMSはPCMより常に優れているのでしょうか?

必ずしもそうとは限りません。

より複雑なバッテリー管理システムが必ずしもより良い設計とは限りません。

正しい解法は用途によって異なります。

小型の単電池が基本的な保護のみで済む場合、大型スマートBMSを使用するとコスト、PCBサイズ、スタンバイ消費電力、ファームウェアの複雑さ、開発期間が増加し、追加の価値はほとんど生まれません。

一方で、高電圧多電池に基本的なPCMだけを使うと、監視や管理が不十分になることがあります。

目標は最も高度なサーキットを選ぶことではありません。

バッテリーパックの実際の要件に合った回路を選ぶべきです。

マルチセルバッテリーパックはどうでしょうか?

マルチセルバッテリーパックは、すべての直列電池グループが安全な電圧範囲内に収まる必要があるため、より注意が必要です。

充電中にあるセルグループが他のセルより先に上限電圧に達すると、バッテリーは早期に充電を停止することがあります。

放電時に他のセルグループが先に低い電圧限界に達すると、他のセルにはまだ利用可能なエネルギーが残っていてもパックがシャットダウンすることがあります。

そのため、多くのマルチセルバッテリーシステムはBMSとセルのモニタリングとバランスを組み合わせています。

しかし、比較的単純なマルチセルバッテリーパックの中には、高度な通信なしで保護PCBを使用することも可能です。

再び、電気アーキテクチャは単に二つの名称の中から選ぶのではなく、実際の用途に基づいて設定すべきです。

1SリチウムバッテリーはBMSやPCMが必要ですか?

多くの1Sリチウム電池ではPCMで十分です。

系列セル群は一つだけなので、異なる系列群をバランスさせる必要はありません。

保護ボードはセルの過充電、過放電、過電流、短絡を監視できます。

しかし、一部の1Sスマートバッテリーは、燃料計測、温度情報、認証、通信が必要な場合により高度なバッテリー管理回路を使用することもあります。

したがって、単電池であっても最終的な決定は製品によって異なります。

選択前に何を確認しておくべきでしょうか?

BMSとPCMのどちらを選ぶか決める前に、バッテリーメーカーに明確な用途情報を提供することが役立ちます。

重要な仕様には以下が含まれます:

• バッテリーの化学
• 直列および並列構成
• 公称電圧
• バッテリー容量
• 最大充電電圧
• 連続放電電流
• ピーク電流
• 動作温度
• 最大バッテリー寸法
• 必要なコネクタ
• NTCの要件
• 通信プロトコル
• SOC表示要件
• ターゲット認証
• 期待される応用

これらの詳細により、保護回路はセル、配線、FPC、コネクタ、機械構造と連携して設計できます。

GLOFLUXはPCMおよびBMSソリューションをカスタマイズできますか?

はい。

バッテリープロジェクトによっては、GLOFLUXは基本的な保護回路を備えたリチウムバッテリーパックや、より高度なBMSソリューションを開発することができます。

設計は異なる電圧、容量、電流、スペース、コネクタ、NTC、通信、用途要件に応じて適応可能です。

コンパクトな製品では、PCBの寸法やコネクタの配置が特に重要になることがあります。大型バッテリーシステムでは、通信、バランス、熱監視、システム統合がより重要になることがあります。

正しい解決策は、バッテリーが実際にどのように使われるのかを理解することから始まります。

総評

BMSとPCMの主な違いはバッテリー管理のレベルにあります。

A PCMは主に基本的な保護を提供します、BMSは、保護と監視、バランス、通信、SOC計算、その他の知的機能を組み合わせることができます.

単純な小型リチウムバッテリーの場合、PCMで十分である場合があります。マルチセル、大容量、高出力、またはスマートバッテリー用途では、BMSがより有用な管理機能を提供します。

BMSとPCMのどちらが普遍的に優れているかを問うよりも、実際の運用中にバッテリーが何を監視・保護・通信する必要があるかを尋ねる方が有用です。

FAQ

PCMはBMSと同じですか?

必ずしもそうではありません。PCMは主に基本的なバッテリー保護を提供しますが、BMSは監視、バランス調整、通信、SOC計算、その他の管理機能も提供することがあります。

PCMはリチウムポリマーバッテリーに使えますか?

はい。PCM保護回路はリチウムイオンやリチウムポリマーバッテリーパック、特に小型の1S電池で一般的に使われています。

BMSにはPCM保護機能が含まれていますか?

ほとんどの場合、はい。BMSには一般的に過充電、過放電、過電流、ショートサーキットからの保護と、追加の管理機能が含まれています。

すべてのマルチセルバッテリーにスマートBMSが必要ですか?

いいえ。必要な管理レベルは用途、シリーズ数、電流、安全要件、通信データやバッテリーデータが必要かどうかによって異なります。

BMSとPCMのどちらが安いですか?

基本的なPCMは回路や機能が単純であるため、通常は安価です。スマートBMS設計では、追加のIC、センサー、通信回路、ソフトウェア、開発が必要になることがあります。

バッテリーにBMSが必要かPCMが必要かはどうやって判断すればいいですか?

まずはバッテリー電圧、直列構成、電流、温度範囲、通信要件、用途から判断します。バッテリーメーカーは、基本的な保護かより高度なBMSかを判断できます。