BMS/BMU・CMUとは?バッテリーマネージメントシステム

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。

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