Ayuda para compartir el reemplazo de energía, solución BMS de batería de litio inteligente basada en GD32E230

Según las estadísticas, hay 300 millones de vehículos eléctricos de dos y tres ruedas en el mercado chino. En 2019, la producción de vehículos eléctricos de dos ruedas en China fue de 36.09 millones y el volumen de ventas fue de 34.64 millones. Entre ellos, 7 millones de repartidores y 3.1 millones de mensajeros eran grandes usuarios de vehículos eléctricos. Con la implementación oficial de la nueva norma nacional el 15 de abril de 2019, el volumen de ventas de vehículos de dos ruedas de iones de litio en China alcanzó los 6.8 millones y la tasa de penetración de baterías de litio en vehículos eléctricos de dos ruedas en China alcanzó el 18.8%. . Se estima que la tasa de penetración de los vehículos de dos ruedas de iones de litio alcanzará el 53% en 2023. En la industria de los vehículos de dos ruedas, la sustitución de las baterías de plomo-ácido por baterías de litio se ha convertido en una tendencia inevitable. Especialmente, aparece en el mercado una gran cantidad de vehículos eléctricos compartidos y servicios de reemplazo de baterías de litio, lo que promueve aún más una gran demanda de baterías de litio inteligentes.

Sistema de gestión de batería

BMS es un sistema de gestión de baterías de litio de vehículos eléctricos. Cuando las baterías de litio se producen en grandes cantidades, es difícil controlar su calidad. Además, factores como el entorno operativo, el envejecimiento, la sobrecarga, la sobredescarga, etc. empeoran la eficiencia y la vida útil de las baterías, lo que puede provocar problemas de seguridad como incendios y quemaduras. En los últimos años, ha habido frecuentes incidentes de incendios de carga de vehículos eléctricos de dos ruedas en las ciudades, y la demanda de la gente por la resistencia y seguridad de la batería continúa creciendo. El sistema de gestión de baterías BMS recibe cada vez más atención y el mercado seguirá aumentando. Se estima que el mercado interno de BMS superará los 50 mil millones en 2025.

Fuente: cotejo de información pública.

Las baterías de litio inteligentes para compartir vehículos eléctricos o cambiar la electricidad tienen requisitos especiales para los BMS de baterías de litio. El BMS debe tener función de comunicación y el SOC de la batería de litio debe calcularse con precisión, para que la plataforma o el usuario pueda conocer la potencia disponible y realizar las operaciones correspondientes. Esto es muy diferente del modo anterior de estimar la potencia únicamente por el voltaje de las baterías de plomo-ácido o las baterías de litio de baja gama, lo que plantea un gran desafío para el desarrollo de productos y el costo de BMS. Es necesario que la batería de litio BMS tenga funciones potentes y reduzca costos al mismo tiempo. Trillion Innovation y Ruiqi Intelligent resolvieron conjuntamente este problema de manera innovadora y lanzaron una solución BMS de bajo costo y alto rendimiento basada en el chip MCU GD32E230 para promover la transformación y el desarrollo industrial.

Descripción general del esquema BMS

 ? La solución BMS desarrollada por Rui Intelligent basada en el chip MCU GD32E230 es principalmente adecuada para la gestión de 16 cadenas de baterías de litio, que pueden proporcionar funciones de protección contra sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente, sobretemperatura, baja temperatura y cortocircuitos para baterías de litio. paquetes y también proporcionan la función de ecualización de voltaje durante la carga; Puede comunicarse con la computadora host de la PC, el controlador del gabinete, etc. a través de RS485, y puede controlar, calibrar y monitorear el equipo a través del software de la computadora host.

 ? Esta solución está equipada con un módulo de comunicación inalámbrica 4G, que puede cargar la información de monitoreo del paquete de baterías al fondo de monitoreo. Puede realizar posicionamiento GPS de alta precisión (compatible con GPS y Beidou) y actualización OTA inalámbrica remota.

 ?  A través del desarrollo de nivel inferior y el diseño innovador basado en el chip, este esquema mejora en gran medida la integración de los productos del esquema. En comparación con productos similares en el mercado, la cantidad de dispositivos se reduce en más del 30% y el área de diseño se reduce considerablemente, por lo que el tamaño de la PCB se puede diseñar de manera más flexible para cumplir con los requisitos de tamaño de instalación del PAQUETE de baterías de litio.

Diagrama de bloques del sistema de esquema BMS

BMS方案技术参数表

Introducción de componentes de la solución BMS.

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La función de la MCU GD32E230 en este esquema

• Cumple con la especificación IPMI V2.0

  Cumple con la especificación VITA46.11.

• Admite actualización de firmware HPM.1

• Proporcionar software de edición FRU y SDR

• Tensión de entrada analógica, corriente, temperatura, etc.

• Medición de temperatura y comunicación de carga útil.

• Entrada intercambiable en caliente, LED y salida de control de potencia de carga útil

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Especificaciones principales de la MCU serie GD32E230

• Corteza-M23@72MHz

• Flash: 16 KB ~ 64 KB

• RAM: 4KB/8KB

• Múltiples modos de comunicación:I2C x2,SPI x2,UART x2

• ADC de alta velocidad y alta precisión, 12 bits ADCx1@2.6Msps, 16 canales

• El temporizador avanzado x1 puede generar 6 salidas PWM complementarias con tiempo muerto ajustable.

• Temporizador general x5

• Tecnología de cifrado patentada por GFlash

• Tipos de paquetes enriquecidos: LGA20/TSSOP20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

• voltaje de suministro:1.8 V ~ 3.6 V

• Rango de temperatura de funcionamiento de grado industrial.:-40℃-+85℃

• Niveles industriales de ESD y EMC

 Dibujo físico de la placa de circuito del esquema BMS

BMSCaracterísticas del programa

• Temperatura de trabajo:-40℃~+85℃;

• Admite hasta 16 cadenas de baterías.;

• Admite sobretensión, subtensión, sobrecorriente, sobretemperatura, baja temperatura, protección contra cortocircuitos, etc.;

• Admite una medición precisa del SOC;

• Equilibrio de apoyo;

• Soporta comunicación 485;

• Admite la interfaz de expansión del módulo de comunicación 4G, los clientes pueden realizar la comunicación 4G y la función de posicionamiento GPS de acuerdo con la demanda de productos de baterías de litio.;

• Temperatura de muestreo: 2 canales de temperatura celular y 1 canal de temperatura MOS.;

 ?  Este esquema tiene una alta integración, bajo costo y una fuerte ventaja competitiva en costos.Este esquema adopta el área de tablero de diseño más pequeña de la industria, que puede adaptarse a cualquier diseño desafiante de PAQUETE de baterías de litio. Al mismo tiempo, es compatible con el diseño de interfaz 4G IoT y el producto es fácil de actualizar a IoT BMS. Proporcionamos un esquema de diseño de referencia completo, herramientas de configuración y herramientas de producción, que pueden garantizar rápidamente la producción en masa de productos y reducir en gran medida la inversión en investigación y desarrollo de productos.

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