ساختار و عملکرد PCM

PCM یک مدار الکترونیکی آنالوگ است که به صورت مستقل عمل می‌کند و فاقد پردازنده یا نرم افزار هوشمند است. این موضوع باعث می‌شود PCM تنها بتواند با محدودیت‌هایی خاص از باتری محافظت کند. مهم‌ترین وظایف PCM عبارت‌اند از:

  • حفاظت در برابر اضافه شارژ: اگر ولتاژ سلول‌ها از حد مجاز بالاتر برود، PCM جریان شارژ را قطع می‌کند تا از آسیب رسیدن به باتری جلوگیری کند.
  • حفاظت در برابر اضافه دشارژ: وقتی ولتاژ باتری به حد پایین تعیین شده می‌رسد، PCM جریان دشارژ را متوقف می‌کند تا از تخریب باتری ممانعت کند.
  • حفاظت در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه: در صورت عبور جریان بالاتر از میزان مجاز یا اتصال کوتاه، PCM عمل قطع جریان را انجام می‌دهد.

مزایای PCM

  • ساده و کم‌هزینه: ساختار ساده آنالوگ PCM باعث می‌شود تجهیزی کم‌هزینه و مناسب برای محصولات اقتصادی باشد.
  • حفاظت پایه: PCM در مواردی که نیاز به حفاظت ابتدایی وجود داشته باشد، کافی و مناسب است.
  • قابلیت اطمینان: به دلیل نبود نرم‌افزار، احتمال خطاهای نرم‌افزاری ناچیز است.

محدودیت‌ها و معایب PCM

  • عدم وجود نرم افزار هوشمند: PCM نمی‌تواند وضعیت دقیق شارژ یا سلامت باتری را محاسبه کند.
  • عدم ارتباط با دستگاه‌های دیگر: این مدارات قابلیت گزارش‌دهی، کنترل از راه دور یا تنظیم هوشمند مصرف انرژی را ندارند.
  • حفاظت ناقص دمایی: بسیاری از PCM ها به اندازه کافی دما را پایش نمی‌کنند که ممکن است منجر به خطرات حرارتی شود.
  • عدم بهینه‌سازی عمر باتری: PCM به طور اتوماتیک نمی‌تواند تعادل بین سلول باتری‌ها را حفظ کند و این امر ممکن است به کاهش طول عمر منجر شود.

کاربردهای PCM

PMCs معمولاً در محصولات الکترونیکی ساده و کم‌هزینه استفاده می‌شوند؛ مانند:

  • ابزارهای برقی کوچک
  • دوچرخه‌های برقی ساده و اقتصادی
  • چراغ‌های خیابانی LED برخی
  • وسایل قابل حمل با باتری‌های کوچک

نتیجه‌گیری

PCM یک راهکار حفاظت پایه و مقرون به صرفه برای بسته‌های باتری است که برای کاربردهای ساده و کم‌هزینه بسیار مناسب است. با این حال، اگر به دنبال مدیریت هوشمند، بهینه‌سازی عمر باتری، و حفاظت‌های پیشرفته‌تر هستید، استفاده از سیستم‌های مدیریت باتری پیشرفته‌تر (BMS) توصیه می‌شود.

این متن در مورد تفاوت بین PCM (مدول مدار حفاظت) و BMS (سیستم مدیریت باتری) است و توضیح می‌دهد که چه زمانی از کدام یک استفاده شود.

PCM (ماژول مدار حفاظت):

  • یک مدار حفاظتی مستقل است.
  • کاملاً آنالوگ است (بدون نرم افزار).
  • نمی‌تواند بسته باتری را روشن یا خاموش کند.
  • اطلاعات دقیقی در مورد وضعیت شارژ ارائه نمی‌دهد.
  • نمی‌تواند واحد شارژ یا واحد مصرف‌کننده را کنترل کند.
  • به ندرت دما را بررسی می‌کند.
  • فقط به صورت اساسی عناصر مختلف را متعادل می‌کند.
  • ارزان است و معمولاً در آسیا تولید می‌شود.
  • در کاربردهای کم‌هزینه مانند دوچرخه‌های برقی و ابزارهای برقی کوچک استفاده می‌شود.

BMS (سیستم مدیریت باتری):

  • یک برد الکترونیکی پیشرفته‌تر است.
  • دارای میکروکنترلر با نرم افزار هوشمند است.
  • انواع مختلف اندازه‌گیری‌ها مانند SOC (وضعیت شارژ) و SOH (وضعیت سلامت) را محاسبه و تفسیر می‌کند.
  • سطح حفاظتی متفاوتی را ارائه می‌دهد (به عنوان مثال، می‌تواند بین یک رویداد عادی و غیرعادی تمایز قائل شود).
  • دارای یک گذرگاه ارتباطی است (I2C، CAN، MODBUS و غیره) برای انتقال اطلاعات.
  • قابلیت کنترل شدن توسط یک برنامه اصلی را دارد.
  • قابلیت برقراری ارتباط با BMS های دیگر را دارد تا یک باتری با ظرفیت بزرگتر ایجاد کند.
  • می‌تواند برای بهینه سازی مصرف انرژی به حالت آماده به کار برود.
  • دارای یک الگوریتم هوشمند برای متعادل کردن عناصر مختلف است.
  • می‌تواند شارژرها یا واحدهای مصرف‌کننده (معمولاً یک موتور) را برای بهینه سازی استفاده از باتری‌ها و عملکرد سیستم کنترل کند.
  • امکان انجام یک تشخیص کامل از باتری را در هر لحظه ارائه می‌دهد.
  • می‌تواند سابقه عمر باتری را ثبت کند.
  • در کاربردهای پیشرفته مانند روبات‌ها، پهپادها، دوچرخه‌های برقی و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود.

مشکلات PCM:

  • خطر گرم شدن بیش از حد باتری.
  • مصرف بیش از حد انرژی.
  • مشکلات مربوط به عملکرد و قابلیت اطمینان.

کدام را انتخاب کنیم؟

انتخاب بین PCM و BMS بستگی به نوع برنامه و سطح امنیتی مورد نیاز دارد. یک محصول کم‌هزینه که در آن استقلال و عمر باتری اهمیت کمتری دارد، می‌تواند فقط به یک PCM مجهز شود. برای مدیریت انرژی بهینه، سطح امنیتی بالاتر و عملکردهای نظارتی، باید یک BMS انتخاب شود. دومی به خصوص اگر محصول شما در دست عموم باشد مهم است.