Aide au partage de l'alimentation, solution BMS intelligente pour batterie au lithium basée sur GD32E230

Selon les statistiques, il existe 300 millions de véhicules électriques à deux et trois roues sur le marché chinois. En 2019, la production de véhicules électriques à deux roues en Chine était de 36.09 millions et le volume des ventes de 34.64 millions. Parmi eux, 7 millions de livreurs et 3.1 millions de coursiers étaient de gros utilisateurs de véhicules électriques. Avec la mise en œuvre officielle de la nouvelle norme nationale le 15 avril 2019, le volume des ventes de véhicules à deux roues lithium-ion en Chine a atteint 6.8 millions et le taux de pénétration des batteries au lithium dans les véhicules électriques à deux roues en Chine a atteint 18.8 %. . On estime que le taux de pénétration des deux-roues lithium-ion atteindra 53 % en 2023. Dans l’industrie des véhicules à deux roues, le remplacement des batteries au plomb par des batteries au lithium est devenu une tendance incontournable. En particulier, un grand nombre de véhicules électriques partagés et de services de remplacement de batteries au lithium apparaissent sur le marché, ce qui favorise encore une forte demande de batteries au lithium intelligentes.

Système de gestion de batterie

BMS est un système de gestion des batteries au lithium des véhicules électriques. Lorsque les batteries au lithium sont produites en grande quantité, il est difficile de maîtriser leur qualité. De plus, des facteurs tels que l'environnement de fonctionnement, le vieillissement, la surcharge, la décharge excessive, etc. aggravent l'efficacité et la durée de vie des batteries, ce qui peut entraîner des problèmes de sécurité tels qu'un incendie et une brûlure. Ces dernières années, il y a eu de fréquents incidents d'incendies de chargement de véhicules électriques à deux roues dans les villes, et la demande des gens en matière d'autonomie et de sécurité des batteries continue de croître. Le système de gestion de batterie BMS fait l'objet de plus en plus d'attention et le marché continuera de croître. On estime que le marché intérieur des BMS dépassera les 50 milliards en 2025.

Source : collecte d’informations publiques.

Les batteries au lithium intelligentes destinées au partage de véhicules électriques ou au changement d'électricité ont des exigences particulières en matière de BMS pour batteries au lithium. Le BMS doit avoir une fonction de communication et le SOC de la batterie au lithium doit être calculé avec précision, afin que la plate-forme ou le pilote puisse connaître la puissance disponible et effectuer les opérations correspondantes. Ceci est très différent du mode précédent d'estimation de la puissance uniquement par la tension des batteries au plomb ou des batteries au lithium bas de gamme, ce qui pose un énorme défi pour le développement de produits et le coût du BMS. Il est nécessaire que le BMS pour batterie au lithium ait des fonctions puissantes tout en réduisant les coûts. Trillion Innovation et Ruiqi Intelligent ont résolu conjointement ce problème de manière innovante et ont lancé une solution BMS à faible coût et haute performance basée sur la puce MCU GD32E230 pour promouvoir la transformation et le développement industriels.

Aperçu du schéma BMS

 ? La solution BMS développée par Rui Intelligent basée sur la puce MCU GD32E230 est principalement adaptée à la gestion de 16 chaînes de batteries au lithium, qui peuvent fournir des fonctions de protection contre les surcharges, les décharges excessives, les surintensités, les surchauffes, les sous-températures et les courts-circuits pour la batterie au lithium. packs, et fournissent également la fonction d’égalisation de tension pendant la charge ; Il peut communiquer avec l'ordinateur hôte du PC, le contrôleur d'armoire, etc. via RS485, et peut contrôler, calibrer et surveiller l'équipement via le logiciel de l'ordinateur hôte.

 ? Cette solution est équipée d'un module de communication sans fil 4G, qui peut télécharger les informations de surveillance de la batterie vers l'arrière-plan de surveillance. Il peut effectuer un positionnement GPS de haute précision (compatible avec GPS et Beidou) et une mise à niveau OTA sans fil à distance.

 ?  Grâce au développement de bas niveau et à la conception innovante basée sur la puce, ce système améliore considérablement l'intégration des produits du système. Par rapport à des produits similaires sur le marché, le nombre d'appareils est réduit de plus de 30 % et la zone de disposition est considérablement réduite, de sorte que la taille du PCB peut être conçue de manière plus flexible pour répondre aux exigences de taille d'installation du PACK de batterie au lithium.

Schéma fonctionnel du système de schéma BMS

Logiciel BMS

Introduction des composants de la solution BMS

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La fonction du MCU GD32E230 dans ce schéma

• Conforme à la spécification IPMI V2.0

  Conforme à la spécification VITA46.11.

• Prise en charge de la mise à niveau du micrologiciel HPM.1

• Fournir un logiciel d'édition FRU et SDR

• Tension d'entrée analogique, courant, température, etc.

• Mesure de température et communication de charge utile

• Entrée remplaçable à chaud, LED et sortie de contrôle de puissance de la charge utile

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Principales spécifications du MCU série GD32E230

• Cortex-M23 à 72 MHz

• Flash : 16 Ko ~ 64 Ko

• SRAM : 4 Ko/8 Ko

• Plusieurs modes de communication:I2C x2,SPI x2,UART x2

• ADC haute vitesse et haute précision, 12 bits ADCx1 @ 2.6 Msps, 16 canaux

• La minuterie avancée x1 peut générer 6 sorties PWM complémentaires avec un temps mort réglable.

• Minuterie générale x5

• Technologie de cryptage brevetée GFlash

• Types de packages riches: LGA20/TSSOP20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

• tension d'alimentation:1.8V~3.6V

• Plage de température de fonctionnement de qualité industrielle:-40 ℃-+85 ℃

• Niveaux ESD et CEM industriels

 Dessin physique du circuit imprimé du schéma BMS

BMSCaractéristiques du programme

• Température de fonctionnement：-40 ℃~+85 ℃ ;

• Prend en charge jusqu'à 16 chaînes de batteries.;

• Prend en charge la surtension, la sous-tension, la surintensité, la surchauffe, la basse température, la protection contre les courts-circuits, etc.;

• Prend en charge une mesure précise du SOC;

• Soutenir l’équilibre;

• Prise en charge des communications 485;

• Prend en charge l'interface d'extension du module de communication 4G, les clients peuvent réaliser la communication 4G et la fonction de positionnement GPS en fonction de la demande des produits de batterie au lithium.;

• Température d'échantillonnage : 2 canaux de température cellulaire et 1 canal de température MOS.;

 ?  Ce système offre une intégration élevée, un faible coût et un fort avantage concurrentiel en termes de coûts.Ce schéma adopte la plus petite zone de carte de configuration de l'industrie, qui peut s'adapter à toute conception complexe de PACK de batterie au lithium. En même temps, il est compatible avec la conception de l'interface IoT 4G et le produit est facile à mettre à niveau vers IoT BMS. Nous fournissons un schéma de conception de référence complet, des outils de configuration et des outils de production, qui peuvent rapidement assurer la production de masse de produits et réduire considérablement les investissements dans la recherche et le développement de produits.

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