BMS（Battery Management System：バッテリーマネージメントシステム）/BMU、CMUについてまとめました。
【BMS/BMUとは】CMUとの違い
BMS（Battery Management System：バッテリーマネージメントシステム）とは、電池モジュール（組電池）の状態を監視・制御するシステムです。BMU（Battery Management Unit：バッテリーマネージメントユニット）と呼ばれることもあります。
メーカーによっては単電池ごとに制御する保護システムのことをCMU（Cell Management Unit：セルマネージメントユニット）と呼び、BMSと区別する場合もあります。
大型蓄電池システムの場合、CMUごとの情報を制御し、モジュール（バッテリー）全体としての異常状態を監視、異常の対応をする装置をBMS/BMUとするケースもあります。
特にリチウムイオンバッテリー等は発火事故が多いため大切なシステムとなります。
【BMS/BMU】保護機能
| – | BMSの概要 |
|---|---|
| 監視する要素 | 「総電圧「残容量」「入出力電流」「各セルの電圧・温度」など。 |
| 充電制御 | 各バッテリーの電圧が、システムで設定した上限値に達すると、充電器に停止命令を与える。逆に、復帰電圧値まで下降すると充電開始命令を与える。これを繰り返すことでバッテリーの電圧を均等化する。 |
| 異常停止 | 監視しているバッテリーの「電圧」「電流」「温度」に異常値が出たら、ヒューズを溶断させるなどの指令をだし、充電を停止させる。 |
| 放電 | 各バッテリーの電圧が、システムで設定した下限値まで下がると、過放電状態のアラートを出す。復帰電圧値まで上昇するとアラートは解除。 |
大型の蓄電池システムの場合、BMSにより多重保護が施されています。
| 保護内容 | 上位制御 | 内部保護 |
|---|---|---|
| ①セル過電圧・過充電・温度異常 | PCS等の上位装置にアラートを送信。 | MCCB(遮断器)にトリップ指令を送信。 |
| ①ラック過電圧・過電流 | PCS等の上位装置にアラートを送信。 | MCCB(遮断器)にトリップ指令を送信。 |
| ③ラック短絡電流 | 上位制御では間に合わない | MCCB(遮断器)やFUSE等による速断。 |
【温度測定】温度異常の検知
温度センサは、電池の端子部や電池同士を直列接続や並列接続でつなぐバスバーの部分に、サーミスタと呼ばれる部材を固定し、測定されるケースが多いです。
測定した情報はBMUで監視し、一定の温度を超えた場合に、異常状態であると判断し、上位装置へのアラート送信やMCCB(遮断器)にトリップ指令を送信し、電路遮断を行います。
【電圧測定】温度異常の検知
電圧センサは、セルの端子部やバスバーなどの金属部材に電圧検知線をとりつけるケースが多いです。
電池を充電状態で電圧がある一定値を越したとすると異常状態（過充電）とみなし、電流を抑えたり、上位装置へのアラート送信やMCCB(遮断器)にトリップ指令を送信します。
【トリップ指令とは】出力信号
トリップ指令とは、異常な電流を検知したときに、遮断器を作動（トリップ）させるための出力信号です。
電力供給をストップさせることで、発電機の損傷などを防ぎます。
大型の蓄電池システムなどでは、異常電流などを検知したときにBMS(バッテリーマネジメントシステム)がトリップ指令を出し、遮断器を作動させて回路を保護します。
| – | 関連記事 |
|---|---|
| 1 | ■【電池入門】基本原理・アルゴリズム |
| 2 | ■電気・電子回路入門 |
コメント