高压 <span style='color:red'>BMS</span> 如何增强安全性并延长电池的使用寿命
  电池储能系统 (BESS) 在住宅、商业、工业和电网储能的管理中发挥着重要作用。在现代 BESS 中,电池管理系统 (BMS) 如同电池组的大脑,监测电压、电流和温度等参数,并深入了解充电状态(评估可用剩余电量)和运行状况(评估电池芯的整体状态和老化程度)。通过确保更好的电池监测器的精度并增强系统级安全性,BMS 可以有效维持能源使用效率,延迟电池的过早老化,从而延长 BESS 寿命。  确保电池监测器的精度  电池组监测器不仅可以提高电芯电压测量的精度,还有助于改善荷电状态估算和过压保护。荷电状态算法和其他高压系统诊断还需要准确报告电池组电压和电流。  磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池因其可靠性和合理的成本而成为 BESS 中常用的电池类型,其高精度测量与系统运行的可靠性直接相关。LiFePO4 电池的电压曲线特征明显,在大部分有用容量内,充放电曲线基本保持平坦,从而在充电结束之前提供更稳定的工作电压;而当达到充电终点时,电压水平会迅速下降。如果未能检测到充放电曲线平坦区域的轻微电压变化,可能会增加荷电状态估算中出现误差的风险。  增强系统级安全性  各种因素会直接影响电池性能下降,包括过度充电和过度放电情况、高温、低温和充电电流过高。BMS 中的集成式监控和保护套件有助于降低这些情况的发生率。例如,集成式电芯均衡等功能可以通过确保电芯紧密均衡,防止较弱的“不均衡”电芯使整个电池组造成过载,从而大大延长电芯整体寿命。精确平衡和高精度电芯测量可缓解并检测电芯操作和调节中的低效情况。  在电池组的整个使用寿命期间,电芯之间的差异不断增加。随着电芯容量持续增加,在 ESS 中,仅采用被动均衡是不够的。主动电芯均衡和主动电池组均衡有助于延长 ESS 寿命并减少人工维护需求。  用于实现电池均衡的主动均衡设计方法使用双向隔离 DC/DC 转换器来实现能量传送,有助于提高整个系统的利用率。  实现长使用寿命  蓄电池的循环寿命随着每一代产品的更新,从 10,000 次提升到 12,000 次,甚至达到 15,000 次。这种增长有可能使产品的使用寿命在某一天达到 20 至 25 年。延长电池的使用寿命是 BESS 开发中的重要考虑因素,可帮助设计人员提供具有竞争力且高效的产品。  应用基础知识  图 1 展示了一个 BESS 架构。此系统适用于基于锂离子和 LiFePO4 电池的高压 (1,500V) 电池系统,包含多套完 整系统解决方案的参考设计。  适用于储能系统的高达 1,500V 的可堆叠电池管理单元参考设计结合了多个电池管理单元,这些单元利用 BQ78706 堆叠式电池监测器通过冗余数据测量功能来检测电池故障。  接着,适用于储能系统的 1,500V 高压机架监控单元参考设计展示了一种高压监测单元 (HMU),该单元采用 BQ79731-Q1 电池组监测器来实现总线电压和电流的检测和测量,并集成冗余数据测量功能。电池控制单元 (BCU) 能够可靠地驱动系统开关,从而帮助维持系统安全。图 1. BESS 架构方框图  实现精确的电池检测和可靠的系统架构  图 1 展示了 BCU 和 HMU 的组合如何用于实现系统级安全。HMU 中的 BQ79731-Q1 可实现高精度总线电压测量,最大精度为 ±3.16mV。该级别的精度水平有助于提高隔离阻抗测量和接触焊接检测的校准可靠性和操作简易性。BQ79731-Q1 还整合了连续采样模数转换器,具有低增益误差 (±0.065%) 和低失调电压 (-2.5µV 至 7.5µV)。 电压和电流测量诊断可通过使用安全机制(符合 TI 功能安全标准,达到汽车安全完整性等级 [ASIL] D)执行,这些机制由 BQ79731-Q1 提供支持,从而以可靠的测量结果实现系统级安全。  图 2 演示了适用于储能系统的 TI 电池控制单元参考设计,该设计采用 BQ78706 电池监测器,可在 –40°C 至 125°C 范围内实现 ±2.4mV 的电芯电压误差。该设计通过 TMUX 扩展和 TMP61 高精度(–25°C 至 65°C 时 ±1°C)热敏电阻传感器测量每个单独电芯通道的温度。在 BMU 中,将使用 BQ78706 的集成安全机制(符合 TI 功能安全标准 ASIL B 等级)诊断电芯电压和温度,以获得可靠的结果。基于 MSPM0G3519 的软件开发套件有助于简化设计过程,从而缩短上市时间。图 2. 适用于储能系统参考设计的电池控制单元参考设计图(显示了可堆叠 BMU 架构)  BMU 和 HMU 设计符合国际电工委员会 62477-2 和美国保险商实验室 1973 加强绝缘的要求,最高可达 1,500V。该设计可与 ISO7841 和 UCC33421 等增强型隔离器配合使用,也可与超宽爬电变压器以菊花链方式连接,确保充分的系统级安全性。  结语  安全可靠的 BMS 对于提高 ESS 的使用寿命、效率以及最重要的安全性方面发挥着关键作用,尤其是在当前电池技术由锂离子电池转向 LiFePO4 化学电池及更先进的方案的趋势下。BMS 设计方法提供精确的数据监测,并实现所有 ESS 模式下的电池组和电芯级均衡,从而最大限度地提高对太阳能、风能等可再生能源的能源利用率,这有助于在用电高峰期间稳定电网运行、或在断电期间提供稳定的备用电力支持。
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发布时间:2025-06-26 14:06 阅读量:310 继续阅读>>
航顺HK32MCU助力<span style='color:red'>BMS</span>保护板高中低端应用覆盖
  2025年全球BMS保护板市场规模预计突破500亿元,年复合增长率超30%。  一、市场洞察(一)  BMS保护细分应用行业现状根据最新市场研究数据,2025年全球电池管理系统(BMS)市场规模预计突破500亿元人民币,年复合增长率超过30%。中国作为全球最大的锂电池生产国(约占全球产量73%),在动力和工业储能领域的需求增长尤为显著。  BMS保护板已从简单的保护功能演变为集状态监测、安全分析、能量控制、信息管理于一体的智能系统。高端产品已实现:  ±1mV级别的电压检测精度  多通道温度监控(8-16路)  主动/被动均衡技术  云端远程管理功能  (二)技术趋势与挑战  随着终端产品智能化发展,市场对BMS提出了更高要求:  (1)计算能力需要实时处理多路传感器数据并运行复杂算法,对MCU主频和计算能力要求提升  (2)通信接口CAN、USB2.0 High speed、以太网等高速接口成为标配,支持OTA升级  (3)功能安全  ISO 26262 ASIL-C/D等级认证需求增长  传统基于低端MCU的方案已难以满足这些需求,市场亟需性能更强、更可靠的解决方案。航顺芯片HK32 MCU以实际行动积极主动拥抱新的技术趋势,开发设计新产品以满足市场和客户的需求。  二、市场前景  (一)增长驱动因素  (1)新能源车爆发2025年中国新能源汽车渗透率将超40%,带动高端BMS需求  (2)储能政策推动国家"十四五"储能规划将带来千亿级市场空间  (3)技术升级智能BMS渗透率将从2023年的35%提升至2025年的60%  三、航顺MCU解决方案  (一)产品矩阵  航顺电子针对不同层级的BMS保护板需求,提供完整的MCU产品组合:  HK32F417/F407  主频168MHz  512/1024KB Flash, 192KB RAM  双CAN接口,USB2.0 OTG HS MAC+PHY,以太网  硬件加密引擎,HASH/AES等  封装@PinCounts LQFP144/100/64  封装@PinCounts QFN64  高端BMS保护板理想选择,支持复杂算法,支持云端链接  HK32F103A  主频120MHz  高达512 KB Flash, 64KB RAM  丰富外设接口 UART,CAN、USB2.0  低功耗设计  封装@PinCounts LQFP100/64/48  封装@PinCounts QFN48  适用于中端BMS保护板,性价比高  HK32F005  主频48MHz  高达32KB Flash, 4KB RAM  丰富外设接口 UART,I2C,SPI  低功耗设计  封装@PinCounts TSSOP20  封装@PinCounts WLCSP16  适用于入门级低成本极小封装尺寸需求BMS保护板,性价比极高  (二)航顺MCU在BMS中的核心价值航顺HK32系列MCU凭借其高性能、高可靠性和丰富的外设接口,完美适配BMS系统的各项需求:  安全保护  精准监测  智能算法  云端管理  均衡控制  温度管理  通信接口  低功耗  (三)技术优势  航顺MCU在BMS保护板应用中具有显著优势:  (1)精准的电池状态监测  内置高精度ADC(12位, 1Msps采样率),支持多通道同步采样,确保电压、电流检测精度达到±0.1%  (2)实时响应能力  168MHz主频配合硬件浮点运算单元(FPU),可实时处理16+通道传感器数据,满足SOC/SOH算法需求  (3)可靠的安全机制  内置硬件看门狗、低电压检测、存储器保护单元(MPU),符合IEC 60730功能安全标准  (4)丰富的连接选项  支持UART、SPI、I2C、CAN、USB2.0 High Speed、SDIO、以太网等接口,同时集成多个TFT接口以及DCMI接口,便于构建分布式BMS架构和远程监控系统  四、应用案例  (一)工业储能系统  某知名储能系统厂商采用HK32F407设计的BMS保护板方案:  支持24串锂电池组管理  实现±1mV电压检测精度  集成主动均衡功能(200mA均衡电流)  通过Modbus RTU/CAN总线与上位机通信  工作温度范围-40℃~105℃  (二)两轮车电池保护系统  某电池保护通讯厂商采用HK32F103A设计的BMS保护板方案:  支持24串锂电池组管理  实现±1mV电压检测精度  通过Modbus RTU/CAN总线与上位机通信  工作温度范围-40℃~105℃
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发布时间:2025-06-24 11:35 阅读量:343 继续阅读>>
国民技术MCU+<span style='color:red'>BMS</span>双芯驱动光储充,以智能控制与安全高效赋能能源未来
  随着全球能源结构向清洁化、智能化转型,光伏+储能+充电(光储充)一体化解决方案成为行业热点。在这一领域中,微控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)芯片作为核心控制单元,分别承担系统智能化管理和电池安全高效运行的关键任务。国民技术MCU与BMS芯片产品凭借其高性能、低功耗和高检测精度等优势,正推动光储充系统向更高效、更可靠的方向发展。  6月12日,在全球光储融合前沿技术大会上,国民技术市场总监刘亚明与行业专家、用户代表展开深入交流,重点探讨N32系列MCU及 NB系列 BMS AFE产品在光储充领域的应用优势。会议聚焦如何通过高运算性能和高检测精度的芯片技术提升能源管理效率、优化系统运行性能,并打造更安全可靠的用户体验。  N32 MCU:光储充系统的“智慧大脑”  国民技术N32 MCU产品家族已形成完整的32位微控制器产品矩阵,包含38个产品系列、近300款型号,全面覆盖Cortex-M0/M4/M7内核架构,主频范围48 MHz至600 MHz,在业内具有先进的工艺制程、创新性的双核异构构架以及广泛的全栈产品覆盖等优势。  刘亚明在本次演讲中详细解析了国民技术MCU产品在光储充领域的技术优势:  01高效能源管理,提升系统稳定性  在光储充系统中,能源的高效转换与管理至关重要。MCU通过精准的算法控制,实现光伏MPPT(最大功率点跟踪)优化、电池储能智能管理(BMS)和充电桩动态功率分配。N32 MCU高算力(最高主频600 MHz,性能达1284 DMIPS)、高精度(100 ps超高分辨率PWM输出)和实时响应能力(支持Flash加速单元实现零等待执行程序),确保能源流动更高效,系统运行更稳定。  02低功耗设计,延长设备续航  光储充系统通常需要7×24小时运行,MCU的低功耗特性可大幅降低待机功耗,可以帮助光储充系统减少能源浪费,提升整体能效。 N32 MCU在低功耗设计方面支持:  — 休眠模式唤醒:N32 MCU支持RUN、SLEEP、Stop0、Stop2、Standby、VBAT等工作模式,根据工作场景切换工作模式,减少无效能耗。  — 动态电压调节:可根据负载情况调整MCU运行频率和电压,优化能耗比。  03高集成度,系统设计更灵活  N32 MCU最大集成了高达4MB Flash存储空间,1.5MB的SRAM空间,便于运行各种高效的能源计量与管理算法,除此之外集成了丰富的外设资源,如ADC、DAC、CMP等模拟外设,内部集成多个UART、USB、CAN/CAN FD和Ethernet等通信接口,让系统设计更灵活。  04实时响应与安全保护  光储充系统对安全性和实时性要求极高,MCU的实时性与安全性保障了光储充系统的可靠性与智能化。  N32 MCU提供:  — 硬件级保护机制:多种芯片内硬件级保护机制、时钟失效监测等故障的快速检测与关断机制。  — 数据加密与安全启动:防止黑客攻击,保障用户数据和设备安全。  NB BMS+N32 MCU芯片协同助力安全高效  国民技术为光储充市场提供完整的芯片级解决方案,通过MCU+BMS芯片协同创新,构建安全高效的能源管理系统。  产品矩阵与技术优势:  BMS AFE芯片NB1802:高精度电池监测前端。  — 支持6-18串电芯监控。  — ±1.5 mV电压检测精度(-20 ℃~60 ℃)。  — 350 mA大电流被动均衡,最长90小时离线均衡。  — 1.5 Mbps菊花链通信,支持62颗级联。  — 10路GPIO或模拟输入,支持灵活配置Busbar测量通道。  NBT02:专用桥接芯片,支持环形拓扑通信。  NB1802与NBT02芯片将于年底发布。  广泛的光储充应用案例  大会同期的2025 SNEC国际光伏储能展,国民技术带来了包括关断器、逆变器、集中式架构储能方案、数字电源、交流充电桩以及60KW直流充电桩等光储充用户案例与方案。  光伏关断器应用  主控芯片:N32H474  优势:  — 高性能:ARM Cortex-M4F@200 MHz,性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 高精度定时器资源:1xSHRTIM (125 ps)、3xATIM(5 ns)、10xGTIM(5 ns/5.56 ns)。  — 高性能模拟:4x12-bit 4.7Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。  — 高安全:支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  应用特点:  主控芯片实时采集电压、电流及温度数据,通过磁耦合器模块(RSM)依据SunSpec协议传输至快速关断器(RSD),触发光伏组件电气解耦,确保30秒内电压降至安全范围。  逆变器应用  主控芯片:1xN32H765+ 2xN32H473  优势:  N32H765  —高性能:ARM Cortex-M7@600 MHz,性能达1284DMIPS,双精度浮点运算单元,支持DSP指令和MPU,支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 高精度定时器资源:2x16-bit SHRTIM (100 ps)、4x16-bit ATIM(3.3 ns)、10x16-bit GTIM、4x32-bit BTIM、5x16-bit LPTIM。  — 高性能模拟外设:3x12-bit 5 Msps ADC(支持16-bit硬件过采样,支持单端和差分模式)、6x12-bit DAC、 4xCOMP。  — 丰富的数字接口:15xU(S)ART、8xCAN FD。  — 高安全:支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  N32H473  — 高性能:ARM Cortex-M4F@200 MHz,性能达250 DMIPS,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 丰富的定时器资源: 3x16-bit ATIM(5 ns)、10x16-bit GTIM、2x32-bit BTIM、2x16-bit LPTIM。  — 高性能模拟外设:4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP。  — 丰富的数字接口:8xU(S)ART(其中三个UART支持任意I/O映射), 2xCAN FD(任意I/O映射)。  — 高安全:支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  应用特点:  主控MCU实现核心控制功能,包括:  — MPPT(最大功率点跟踪)  ● 支持4路MPPT,独立优化,适配不同朝向/倾角/阴影遮挡的光伏组串,提升发电效率。  ● 21A大电流输入,兼容182/210大尺寸高效组件,支持1.1倍直流超配,最大化利用组件功率。  — DC/AC转换控制  ● 采用高效IGBT/SiC MOS拓扑,转换效率高达98.6%,降低能量损耗;支持宽电压输入范围(200 V~1000V DC),适应不同光照条件下的组件输出。  集中式架构储能方案  芯片型号:  MCU:N32H47x/N32G45x  BMS AFE:NB1802  菊花隔离链通信芯片:NBT02  方案特点:  — 稳定检测电池包电压和温度。  — 电压精度±1.5 mV(常温),±3 mV(-40 ℃~125 ℃);温度精度0.5 ℃~1 ℃。  — 高可靠性菊花链(环状)通信,支持正向/反向唤醒。  — 支持BusBar电压采集(-1 V ~5 V),通道灵活可配。  — 低功耗  Active: 10 mA,  Shutdown: 15 uA。  数字电源方案  主控芯片:N32H474  优势:  — 高性能:ARM Cortex-M4F@200 MHz,性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 高精度定时器:支持12通道125ps超高分辨率相位可调的PWM输出。  — 高集成度外设:4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD。  — 高安全:支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  应用特点:  单芯片实现500-5000W的多相FPC+LLC数字电源控制。  交流充电桩应用  主控芯片:N32G457  优势:  — 最优效能成本比:ARM Cortex-M4F@144MHz,性能达180DMIPS,支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 高集成度:7xU(S)ART、3xSPI(2个支持I2S)、4xI2C,1xUSB2.0、2xCAN2.0。  — 高安全:支持外部高速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  应用特点:  N32G457作为整机控制器,实现充电枪状态检测、功率控制、充电模块温度监测、电量计量、语音播报,并通过4G或以太网将数据上传至服务器。  直流充电桩应用  主控芯片: N32H474  优势:  — 高性能:ARM Cortex-M4F@200 MHz,性能达250 DMIPS ,支持 DSP 指令和 MPU, 支持Flash加速单元实现零等待程序执行。  — 高精度定时器资源:支持12通道125 ps超高分辨率相位可调的PWM输出。  — 高集成度外设:4x12-bit 4.7 Msps ADC、8x12-bit DAC、4xPGA、7xCOMP、3xCAN FD  等通信接口。  — 高安全:支持外部高速、低速时钟失效检测和防拆检测等硬件防护机制,支持安全启动,支持多种硬件加密算法。  应用特点:  — 控制充电启停、预充电(避免电流冲击)、恒流(CC)/恒压(CV)模式切换,确保符合国标。  — 实时高精度调整PWM占空比,精确控制输出电压(200V-1000V)和电流(0-400A)。  — 通过 CAN总线与车辆BMS交互,获取电池SOC、温度、最大允许充电电流等参数,动态调整充电策略。  — 具备过欠压保护、过流保护、绝缘监测、温度保护和急停等功能。  附录:光储充应用MCU推荐型号主要参数对比
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发布时间:2025-06-16 09:47 阅读量:633 继续阅读>>
兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能<span style='color:red'>BMS</span>方案
  在"双碳"目标加速落地的产业背景下,工商业储能作为电化学储能的核心应用领域正迎来爆发式增长。据相关机构统计,2024年1-10月,我国新增并网的工商业储能项目近950个,规模达2.37GW/5.31GWh。随着峰谷电价机制深化、电力应急需求攀升及可再生能源消纳压力加剧,储能系统在工业园区、数据中心等场景的渗透率快速提升,成为新型电力系统的重要组成部分。  然而,锂离子电池固有的热失控风险,叠加电池簇、BMS等多设备协同控制的技术复杂性,使安全可靠运行成为行业发展的核心挑战。在行业对安全解决方案需求迫切之际,兆易创新产品市场经理毛明歌近期发表了"基于 GD 新一代 MCU 的工商业储能 BMS 方案"专题演讲,该方案由兆易创新和深圳中电港技术股份有限公司联合开发,并采用了兆易创新GD32F527、GD32VW553和GD32C113系列MCU。演讲围绕硬件设计优化、安全保障机制等关键环节,提出了兼具技术前瞻性与工程实用性的安全解决路径,为破解行业痛点提供了新的思路。  技术优势突出、架构灵活的BMS方案  功能齐全-三级系统架构  在硬件架构设计上,该BMS方案采用三级系统架构:BMU部分采用GD32C113,BCU部分采用GD32F527,同时集成GD32VW53无线通信模块。毛明歌指出,方案提供标准化开发基础,客户可基于此快速开展二次开发,研发周期较传统模式缩短近 6个月。  该方案具备灵活适配性,可覆盖多种电压应用场景。其无线通讯模块支持设备状态远程监控,主控芯片GD32F527集成屏幕显示接口,可直接呈现电芯电压、电流等核心信息,便于维修人员直观掌握系统状态,无需额外外接设备。在通讯能力上,方案配置丰富接口,支持多机并联场景下的CAN与以太网连接,满足不同规模系统的组网需求。  功能齐全-烟&气&压检测  安全防护层面,方案集成环境传感器,可实时监测烟雾等异常状况;配套的高效管理平台兼具状态监控与数据分析功能,支持通过CAN和以太网实现数据交互,为系统安全运行提供多重保障。  毛明歌指出,整个方案具备四大技术优势:  首先是 BMS 方案支持自动编址技术,无需传统拨码开关,在节省硬件成本的同时,还能避免因拨码开关老化导致的系统寻址失效问题。  其次是实现电池智能均衡管理。方案通过采集每个电池单元的电压、电流等信息,可根据预设均衡策略自动调整各电池的充放电状态。值得一提的是,单节电芯的均衡电流可达 150毫安,实现高效能量均衡。  第三个优势是支持灵活扩展架构。该方案可在二级架构和三级架构之间灵活切换,BCU 与 BMU 设备数量支持自由配置,单个BCU最多可连接16个BMU,充分满足1500V系统的实际应用需求。  在升级方式上,方案支持云端升级与本地升级两种模式。其中云端升级无需人工现场操作,大幅提升运维便捷性。  安全可靠  安全性方面,该工商业储能BMS方案具备多级故障保护机制,可支持20余项分级故障保护。数据存储上采用本地与云端双重机制,本地可保存一周数据,云端则长期存储电芯历史数据,便于后续大数据分析。  方案还支持多路继电器粘连检测。毛明歌强调,继电器粘连作为一种长期故障,可能导致系统持续供电或无法关断,进而引发重大事故,该检测功能可实时预警此类风险。同时,方案支持高压互锁功能,确保高压系统在非安全状态或连接未完全时不会启动。  毛明歌表示,整套方案基于兆易创新GD32 MCU开发,核心IP完全自主,并采用国内供应链生产,包括边缘部件也选用国产品牌,实现从芯片到系统的自主可控。  为确保方案性能可靠,兆易创新开展了多维度测试验证,涵盖过流、短路、并机、ESD及EMC 等关键项目。以短路测试为例,团队完全参照实际应用场景,模拟全工况输入输出条件,确保所有保护功能均能在微秒级响应时间内阻断系统故障,实现对异常状态的极速响应。  该方案应用场景广泛,覆盖光伏储能、通信基站、家庭储能、便携储能、车载储能及UPS等领域,无论系统规模大小,均可通过多级架构的灵活适配实现高效应用。  核心芯片可为多应用场景赋能  GD32F527  GD32F527作为整套方案的核心,是兆易创新高性能产品线的新一代主力芯片。相比前代产品,其1MB SRAM与7.5MB Flash的存储配置,尤其适合代码量庞大或算法复杂的应用场景。该芯片集成丰富外设资源,包括两路CAN-FD 接口,完全契合BMS行业的通信协议要求;同时配备屏幕扩展接口,可直接满足能源领域储能设备的多页界面显示需求。传统方案中显示屏常需外挂 PSRAM,而 GD32F527的1MB片上SRAM足以支撑监控数据与显示界面的同步运行,为客户省去外部存储芯片的采购成本与布局空间。  在可靠性设计上,该芯片采用增强型ESD防护方案,不仅满足工业与能源领域的常规 ESD 要求,更能应对电力场景中严苛的辐射型 ESD 挑战。值得一提的是,GD32F527已通过 IEC 61508功能安全认证,兆易创新的安全工程师团队可协助客户将 STL 软件库嵌入主代码,据实测经验,这一支持能为客户节省 60%-70%的功能安全认证研发时间。此外,芯片提供多种封装选项,灵活适配不同形态的终端设备。  GD32VW553 主要特性  另一核心组件 GD32VW553集成 2.4GHz Wi-Fi 6与 Bluetooth LE 5.2双射频模块,在提供先进基带与射频性能的同时,内置 4MB Flash 及 320KB SRAM。客户完成协议层开发后,仍可释放 200KB 左右的 SRAM 空间用于自定义功能。针对能源与工业领域客户普遍采用模块方案的习惯,兆易创新提供芯片级与模块级两种交付形式供选择。  兆易创新基于上述两颗芯片构建了能源监控通信方案,采用分层协作架构:GD32F527通过 AT 指令与 Wi-Fi模组通信,由模组承载协议层的透传与连接功能,GD32F527专注运行应用层逻辑。这种设计使客户无需额外适配其他 Wi-Fi 模组即可满足 USB、以太网等扩展需求,且应用层接口标准化后,模块选择不再受单一供应商限制,显著提升方案的兼容性与灵活性。  毛明歌最后总结,该工商业储能BMS方案致力于攻克储能系统运行中的全场景挑战,从硬件架构到软件算法构建多层防护体系,为储能设备的安全稳定运行提供全周期保驾护航。
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发布时间:2025-05-16 11:50 阅读量:596 继续阅读>>
Renesas Electronics RAJ240055 R-<span style='color:red'>BMS</span> F评估套件
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发布时间:2025-05-08 11:21 阅读量:573 继续阅读>>
航顺 HK32F407 赋能 <span style='color:red'>BMS</span>,引领电池管理新突破
  一、市场规模与增长  随着全球新能源汽车、储能系统等领域的快速发展,电池管理系统BMS 市场规模不断扩大。据相关数据统计,预计到 2025 年,全球 BMS 市场规模将超过 200 亿美元,年复合增长率达 15% 左右。在新能源汽车领域,随着全球汽车电动化转型加速,新能源汽车产量持续攀升,作为其核心部件之一的 BMS,市场需求也随之水涨船高。同时,在储能系统、消费电子、工业设备等其他应用领域,对电池的安全性、可靠性和性能要求不断提高,也进一步推动了 BMS 市场的增长。  二、市场应用  新能源汽车:新能源汽车是BMS 的主要应用领域之一。BMS 可以实时监测电池组的电压、电流、温度等参数,确保电池在安全范围内工作,延长电池寿命,同时提高汽车的续航里程和动力性能。  储能系统:在储能系统中,BMS 能够对电池进行精确管理,实现电池的充放电控制、能量调度等功能,提高储能系统的效率和可靠性,保障储能系统的稳定运行,使其在能源存储和供应方面发挥重要作用。  消费电子:如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品,BMS 可以精确控制电池的充放电过程,防止电池过充、过放、过热等问题,延长电池使用寿命,为用户提供更安全、稳定的使用体验。  工业设备:在各类工业设备中,如电动工具、无人搬运车、自动化生产线等,BMS 能够确保电池在复杂的工业环境下的安全运行,提供可靠的电源支持,保证设备的正常工作和生产效率。  三、方案概述  航顺HK32F407 是一款高性能的 ARM Cortex-M4 内核MCU,主频 168MHz,具有高达 1MB Flash 和 256KB SRAM。具备强大的数据处理和存储能力,能够满足高级 BMS 系统复杂的计算和数据存储需求。基于 HK32F407 的电池管理系统 BMS 解决方案,其架构包括以下几个部分:  主控单元:以HK32F407 为核心,负责整个 BMS 系统的控制和管理,运行各种算法和控制逻辑,实现对电池的精确控制和管理。  电池采样单元:通过高精度的采样电路,对电池组的电压、电流、温度等参数进行实时采集,并将采集到的数据传输给主控单元进行处理和分析。  保护与控制单元:根据主控单元的指令,实现对电池组的过充、过放、过流、短路等保护功能,同时控制电池的充放电过程,确保电池在安全范围内工作。  通信单元:具备多种通信接口,如CAN、SPI、I2C 等,可实现 BMS 系统与外部设备(如车辆控制器、储能系统控制器、上位机等)之间的数据通信和信息交互,方便对电池系统的远程监控和管理。  显示单元:通过按键、指示灯等,显示电池的状态信息(如电压、电流、电量、温度等)、系统运行状态、故障报警等信息,方便用户及时了解电池系统的情况并进行相应的操作。  四、方案核心优势  高性能计算能力:168MHz 的高主频以及内置的单精度浮点单元 FPU,使 HK32F407 能够快速处理大量的电池数据,实时运行复杂的 BMS 算法,如电池状态估计算法,提高电池管理的精度和效率,确保电池系统在各种工况下的性能。  丰富的外设接口:提供了多种通信接口和外设功能,如CAN、SPI、I2C、UART、USB OTG、以太网等,方便与各种传感器、执行器和其他设备进行连接和通信,满足 BMS 系统与其他系统集成的需求,实现更广泛的应用和功能扩展。  高精度采样与监测:具有多个12 位 ADC通道,能够实现对电池电压、电流、温度等参数的高精度采样和监测,采样误差小,测量精度高,为准确评估电池状态和进行精确控制提供了可靠的数据基础。  强大的安全与保护功能:内置硬件加密模块,如AES256、TRNG 等,可对电池数据和通信数据进行加密处理,防止数据泄露和篡改,保障电池系统的信息安全。同时,具备完善的保护机制,能够快速响应电池的异常情况,实现过充、过放、过流、短路等多重保护功能,确保电池系统安全可靠运行。  低功耗设计:支持多种低功耗模式,如睡眠模式、停机模式等,可根据BMS 系统的工作状态自动切换,降低系统功耗,延长电池的使用寿命,提高电池系统的能效比,特别适用于对功耗要求严格的新能源汽车和储能系统等应用。  宽温度工作范围:可在- 40℃~105℃的温度范围内稳定工作,适应各种恶劣的环境条件,满足新能源汽车、储能系统等在不同地域和气候环境下的使用需求,确保电池系统在高温、低温等极端温度下的性能和可靠性不受影响。       产品系统框图  航顺HK32F407系列MCU主要规格  ARM® Cortex®-M4 Core  最高时钟频率:168 MHz  24 位 System Tick 计时器  工作温度范围:-40°C ~ 105°C  工作电压范围  双电源域:主电源VDD 为1.8 V ~ 3.6 V、备份电源 VBAT 为 1.8 V ~ 3.6 V。  当主电源掉电时,RTC 模块可继续工作在 VBAT 电源下。  当主电源掉电时,VBAT 电源为 80 Byte 备份寄存器供电。  VDD 典型工作电流  运行(Run)模式:18.04mA@168MHz;2.63mA@16MHz  睡眠(Sleep)模式:12.04mA@168MHz;2.08mA@16MHz  停机(Stop)模式:  -- Stop_MR:1.03mA  -- STOP LP-FPD:9.34mA  存储器  Flash 存储器包括最高 1 Mbyte 的主区 Flash,具有代码安全保护功能,可分别设置读保护和写保护。  8 Kbyte CPU 指令 Cache 缓存  1 Kbyte CPU 数据 Cache 缓存  192 Kbyte 片内 SRAM 和 64 Kbyte CCM SRAM  80 Byte 备份寄存器和 4 Kbyte 备份 SRAM  FSMC 模块可外挂 1 Gbyte NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器(其中,256 Mbyte 的空间可以存放指令,可用于片内 Cache 缓存)。  QSPI 模块可外挂 256 Mbyte NOR Flash 存储器(可存放指令,可用于片内 Cache 缓存)。  时钟  外部HSE:4 ~ 32 MHz  外部LSE:32.768 kHz  片内HSI 时钟:64 MHz/16 MHz/8 MHz  片内LSI 时钟:32 kHz  PLL 输出时钟:168 MHz(最大值)  GPIO 外部输入时钟:1~42 MHz  复位  外部管脚复位  电源复位  软件复位  看门狗(IWDG 和 WWDG)定时器复位  低功耗管理复位  可编程电压检测(PVD)  8 级检测电压门限可调  上升沿和下降沿检测可配置  通用输入输出端口(GPIO)  64 脚封装 MCU 提供 51 个 GPIO 引脚,  100 脚封装 MCU 提供 82 个 GPIO 引脚,  144 脚封装MCU 提供 114 个 GPIO 引脚  所有GPIO 引脚可配置为外部中断输入  内置可开关的上、下拉电阻  支持开漏(Open-Drain)输出  支持施密特(Schmitt)迟滞输入  输出驱动能力超高、高、中、低四挡可选  提供最高30 mA 驱动电流  数据通讯接口  4 个 USART  最多4 个 UART  3 个 SPI(均支持 I2S 协议)  3 个 I2C  1 个 SDIO  2 个 CAN(均支持 2.0A 和 2.0B 协议)  1 个 QSPI  1 个 HS USB OTG  1 个以太网接口  音视频数据接口  1 个数字照相机接口(DCMI)  4 路 TFT 接口  定时器  2 个高级定时器:TIM1/TIM8  -- TIM1/TIM8 具有刹车功能和 4 路 PWM 输出,其中 3 路带死区互补输出  10 个通用定时器:TIM2~5 和 TIM9~14  -- 8 个 16 位通用定时器:TIM3~4 和和 TIM9~14  -- 2 个 32 位通用定时器:TIM2/TIM5  2 个基本定时器:TIM6/TIM7  -- 1支持CPU 中断、DMA 请求和 DAC 转换触发  红外遥控接口:配合红外LED 使用,可实现远程遥控功能。  DMA 控制器  2 个通用双端口 DMA:DMA1 和 DMA2  -- 每个DMA 具有 8 个数据流,每个数据流有多达 8 个通道  支持Timer、ADC、DAC、SPI、I2C、USART、UART 等多种外设触发。  RTC 时钟计数器,配合软件记录年月日时分秒  片内模拟外设  3 个 12 位 2 MSPS ADC。支持三 ADC 模式,采样率最高 6 MSPS。  2 个 12 位 DAC  1 个温度传感器  1 个内部参考电压源  1 个 VBAT 电源电阻分压器(分压器输出在片内与 ADC 相连,实现 VBAT 电源电压监控)  ID 标识  每颗芯片提供一个唯一的96 位 ID 标识  调试及跟踪接口  SW-DP 两线调试端口  JTAG 五线调试端口  ARM DWT、FPB、ITM、TPIU 调试追踪模块  单线异步跟踪数据输出接口(TRACESWO)  四线同步跟踪数据输出接口(TRACED[3:0],TRACECK)  自定义DBGMCU 调试控制器(低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配)。  可靠性  通过CDM 1750V/LU 200mA/HBM 3500V 等级测试
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发布时间:2025-04-29 11:41 阅读量:444 继续阅读>>
助力共享换电,基于芯讯通Cat.1模组的<span style='color:red'>BMS</span>储能方案
  随着电动两轮车在外卖、快递等场景的规模化应用,以及用户对高效续航需求的升级,共享换电模式已成为解决“里程焦虑”的核心路径。然而,行业在快速扩张中面临多重痛点:电池全生命周期管理成本高、健康状况动态监测能力不足、跨区域运维效率低下等。其中,电池管理系统(BMS)作为换电模式的技术中枢,需要在功能强化与成本控制之间实现平衡。  芯讯通A7680C R6模组破解BMS效能与成本困局  针对行业核心需求,芯讯通推出全新一代LTE Cat.1模组A7680C R6,基于国产芯片平台ASR1605打造,以“性能佳、成本低、定位准”三重突破赋能BMS创新升级。  模块不仅延续了芯讯通LTE Cat.1产品的小尺寸、低功耗、高性能特点,在4G和蓝牙连接方面均做了更强的设计和优化。搭载A7680C R6模块的电池管理系统能够帮助实现电动两轮车在行驶过程中实时上传电池电量数据、定位数据以及电池故障的功能。  在共享换电场景中,这也意味着用户可以更便捷地找到并更换电池,运营商则能够更有效的管理电池资源,降低运维成本。  此外,A7680C R6模组还可以外接ASR5801蓝牙芯片,能够实现无4G网络时可以查看电池电量以及无线换电,进一步提升了用户体验和运营效率。  与此同时,A7680C R6模组在成本上也进行了优化。随着2G/3G网络的逐步退网,Cat.1模组凭借其完善的LTE网络部署和高性价比,成为物联网领域在中低速场景中的优选方案。  基于市场需求,芯讯通新推出的A7680C R6模组较上一代产品降低了成本约10%,模块的成本优势使得基于A7680C R6的BMS储能方案在价格敏感型市场中具备强大的竞争力。同时,A7680C R6模组封装和引脚还兼容ASR1606和ASR1602平台的A7680C产品,方便客户实现LTE产品的平滑切换,降低了升级成本。  在定位功能方面,A7680C R6模组也实现了升级。与上一代产品相比,A7680C R6不仅能提供同时支持4个卫星系统的多模定位,也能支持硬件单北斗定位,为需要集成单北斗导航芯片的应用场景提供了全新选择。  随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,共享换电行业将迎来更加广阔的发展前景。政策引领与市场需求的双重推动下,共享换电市场规模将持续增长。同时,物联网、大数据、人工智能等技术的融合应用将为共享换电行业带来更多创新点与增长点。在这样的市场趋势下,芯讯通将继续发挥其在无线通信模组领域的优势,不断推出更加高效、可靠、智能的解决方案,助力共享换电行业实现更加高效、便捷、安全的电池管理。
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发布时间:2025-03-03 09:16 阅读量:681 继续阅读>>
里阳半导体:TVS在工商业储能<span style='color:red'>BMS</span>中的应用
  BMS(电池管理系统)种类众多,储能BMS原本在BMS众多分支中不甚显眼,近年随着储能行业高速发展,市场地位也得到了极大提升。TVS作为一种经济且有效的过压保护器件,在工商业储能BMS中的应用不仅能够提高系统的可靠性,还能增强整体的安全防范措施。  电池储能系统因为本身设计、结构影响,具有电池数量多、系统复杂、运行环境恶劣、对BMS的抗干扰性能要求高的特点。  从结构来看,工商业储能系统由多个电池簇联合组成,每个电池簇由多个电池包集成,电池包则由多个电芯通过串并联集成。  为了保证电池在整个生命周期内安全、可靠、高效地使用,储能BMS会使用TVS进行以下几个方面的保护:  (1)电源端口保护:TVS可以放置在充放电电路上,用于吸收线路上的瞬态过电压,保护后续电路免受损坏。在工商业储能系统中,由于系统结构的复杂性和对BMS系统的高处理能力要求,充放电MOSFET的保护尤为关键。TVS的使用可以确保即使在高压瞬态事件下,BMS系统的充放电MOSFET也能得到有效保护,从而维持整个系统的稳定运行。  (2)信号端口保护:BMS中的信号端口也需要进行保护,以防止静电等瞬态能量对信号传输造成干扰或损坏。在工商业储能系统中,信号的准确性对于系统的高效运行至关重要。因此,使用TVS来保护信号端口,可以防止信号受到瞬态过压的影响,确保数据传输的准确性和可靠性。由此可见,选对TVS是十分重要的。  在工商业储能中,里阳半导体针对BMS电路板的特性,推出了一款专门保护BMS电路的TVS--5.0SMDJ-M。  这款5.0SMDJ-M TVS产品凭借其独特的双芯结构,在同类产品中脱颖而出。其双芯设计不仅保证了VR电压的动作一致性,使得产品在各种工作环境下都能保持稳定的性能,而且VB精度高,范围窄,有效提升了产品的电性能。这种设计使得5.0SMDJ-M在BMS电路保护中表现出色,确保电池管理系统的稳定运行。  此外,5.0SMDJ-M的另一个显著优势是其脉冲峰值电流(IPP)余量大,超过130%。这意味着在电路中出现瞬态高电流冲击时,5.0SMDJ-M能够迅速响应并有效吸收这些冲击,从而保护电路免受损坏。这种响应速度快、突波吸收能力强的特性使得5.0SMDJ-M在工商业储能应用中备受青睐,为电池管理系统的安全稳定运行提供了有力保障。  常用在充放电电路上的TVS型号为5.0SMDJ75CA-M、5.0SMDJ85CA-M、5.0SMDJ90CA-M等;常用在通信线路上的有SMBJ6.0CA、SMBJ6.5CA、LY712等(如下图所示)。  选择工商业储能中使用的TVS需要根据具体的应用场景和电路参数进行选型,以确保TVS能够有效地保护电路。里阳半导体的专家团队不断研究和适应市场趋势,确保我们的解决方案能够满足客户不断发展的需求,如果您有选型的困扰,可以联系我们的客户服务团队,或是访问我们的官网[liownsemi.com],里阳半导体为您的产品保驾护航!
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发布时间:2024-03-22 13:21 阅读量:1179 继续阅读>>
上海永铭电容器-打造汽车电子<span style='color:red'>BMS</span>新标杆,稳定可靠运行再升级!
  电池管理系统(BMS)市场背景  随着电池技术的不断进步,电池的能量密度不断提高,充电速度不断加快,这为BMS的发展提供了更好的技术基础。同时,随着智能网联汽车、物联网等新技术的不断发展,BMS的应用领域也在不断拓展,例如储能系统、无人机等新兴市场也将成为BMS的重要应用领域。  电池管理系统(BMS)运行原理  汽车电池管理系统(BMS)主要是通过监测和控制电池的电压、电流、温度和电量等参数,实现对电池状态的监测和控制。BMS可以延长电池的使用寿命,提高电池的利用率,同时确保电池的安全使用。它还能够诊断出各种电池故障,如过充、过放、过流、绝缘故障等,并及时采取相应的保护措施。此外,BMS还具有均衡功能,能够确保所有电池单元的一致性,提高整个电池包的性能。  电池管理系统(BMS)—固液混合&液态贴片电容器作用  固液混合、液态贴片铝电解电容作为滤波元件,在BMS中用于滤波电路,减少电池输出电流中的噪声和纹波,同时具有较好的缓冲作用,能够吸收电路中的瞬时电流波动,避免整机线路中受到过大的冲击,保证电池的稳定运行。  电容器选型推荐  上海永铭铝电解电容器解决方案  上海永铭固液混合、液态贴片铝电解电容器具有低ESR、耐大纹波电流、低漏电、小体积、大容量、宽频稳定、宽温稳定等优势,可以减少电池输出电流中的噪声和纹波,吸收电路中的瞬时电流波动,保证电池管理系统的可靠、稳定运行。
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发布时间:2024-01-09 14:58 阅读量:1782 继续阅读>>
里阳半导体:TVS在汽车<span style='color:red'>BMS</span>中的应用
  在生活中,BMS(Battery Management System,电池管理系统)是随处可见的,特别是在汽车电子和工商业储能中是不可或缺的。那么我们每天说的BMS到底是什么呢?在汽车电子中,BMS其实就是一块电路板,这块电路板可以实时监测电池的充电和放电情况,做短路/断路的保护措施,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命。它的主要工作就是处理电池有关的任务,外观如图一和图二。  图一 BMS电路板(图片来源于网络)  图二 电池管理系统(图片来源于网络)  BMS可以对锂电池做电压温度检测,对电流进行实时检测,与控制端之间做实时的通讯等,如图三(GIF)。  图三 BMS实时监测电池状态示意图(图片来源于网络)  在BMS中为了确保电池的安全和可靠性,需要进行全面的保护措施。其中,TVS作为一种重要的瞬态抑制器件,在BMS中发挥着重要的作用。TVS能够快速吸收和抑制电路中的瞬态过压脉冲,从而保护电路中的电子元器件不受损坏。在汽车BMS中,TVS主要用于以下两个方面:  电源端口保护:TVS可以放置在电源入口端,用于吸收电源线上的瞬态过电压,保护后续电路免受损坏,如图四所示。同时,TVS也可以多颗并联使用,以提高吸收能力和可靠性。  图四 电源端口(图片来源于网络)  信号端口保护:BMS中的信号端口也需要进行保护,以防止静电等瞬态能量对信号传输造成干扰或损坏。此时,可以选择专用的ESD保护器件,以更好地保护信号端口。  因此选择合适的TVS来保护BMS是非常重要的。满足汽车BMS要求的TVS需要满足以下条件:  (1)工作电压:TVS的VR值应大于或等于应用电路电压的1.2倍。  (2)耐受电压尖峰:汽车电路中的过电压尖峰可能会对TVS造成损坏,因此需要选择合适功率的TVS型号。  (3)寄生电容:TVS的寄生电容可能会对汽车电路中的信号产生干扰,因此需要选择寄生电容较小的TVS管来保护信号线路。  (4)可靠性:汽车电路中的TVS需要具有高可靠性,能够长时间稳定工作,并承受各种恶劣的工作环境,因此需要满足AEC-Q101可靠性标准。  (5)尺寸和重量:汽车电路中的TVS需要考虑到尺寸和重量的限制,以避免对汽车的布局和重量造成影响。  (6)认证和合规性:TVS应符合相关的国际标准和认证要求,以确保其符合汽车行业的要求和规定。  选择汽车用的TVS需要根据具体的应用场景和电路参数进行选型,以确保TVS能够有效地保护汽车电路。
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发布时间:2024-01-05 17:27 阅读量:1852 继续阅读>>

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