Secondo le statistiche, nel mercato cinese ci sono 300 milioni di veicoli elettrici a due e tre ruote. Nel 2019, la produzione di veicoli elettrici a due ruote in Cina è stata di 36.09 milioni e il volume delle vendite è stato di 34.64 milioni. Tra questi, 7 milioni di addetti alle consegne e 3.1 milioni di corrieri erano utilizzatori abituali di veicoli elettrici. Con l'implementazione ufficiale del nuovo standard nazionale il 15 aprile 2019, il volume delle vendite di veicoli a due ruote agli ioni di litio in Cina ha raggiunto i 6.8 milioni e il tasso di penetrazione delle batterie al litio nei veicoli elettrici a due ruote in Cina ha raggiunto il 18.8% . Si stima che il tasso di penetrazione dei veicoli a due ruote agli ioni di litio raggiungerà il 53% nel 2023. Nel settore dei veicoli a due ruote, la sostituzione delle batterie al piombo con batterie al litio è diventata una tendenza inevitabile. In particolare, sul mercato compaiono un gran numero di veicoli elettrici condivisi e servizi di sostituzione di batterie al litio, il che promuove ulteriormente una grande domanda di batterie al litio intelligenti.

Sistema di gestione della batteria

BMS è un sistema di gestione delle batterie al litio dei veicoli elettrici. Quando le batterie al litio vengono prodotte in grandi quantità, è difficile controllarne la qualità. Inoltre, fattori quali l'ambiente operativo, l'invecchiamento, il sovraccarico, lo scaricamento eccessivo, ecc. peggiorano l'efficienza e la durata delle batterie, il che può portare a problemi di sicurezza come incendi e bruciature. Negli ultimi anni si sono verificati frequenti incendi di ricarica di veicoli elettrici a due ruote nelle città e la domanda delle persone in termini di durata e sicurezza delle batterie continua a crescere. Al sistema di gestione della batteria BMS viene prestata sempre più attenzione e il mercato continuerà ad aumentare. Si stima che il mercato interno dei BMS supererà i 50 miliardi nel 2025.

Fonte: raccolta di informazioni pubbliche.

Le batterie al litio intelligenti per la condivisione di veicoli elettrici o il cambio di elettricità hanno requisiti speciali per i BMS delle batterie al litio. Il BMS deve avere una funzione di comunicazione e il SOC della batteria al litio deve essere calcolato accuratamente, in modo che la piattaforma o il ciclista possano conoscere la potenza disponibile ed effettuare le operazioni corrispondenti. Questo è molto diverso dalla modalità precedente di stima della potenza esclusivamente in base alla tensione delle batterie al piombo o delle batterie al litio di fascia bassa, che rappresenta una sfida enorme per lo sviluppo del prodotto e il costo dei BMS. È necessario che il BMS della batteria al litio abbia funzioni potenti e allo stesso tempo riduca i costi. Trillion Innovation e Ruiqi Intelligent hanno risolto congiuntamente questo problema in modo innovativo e hanno lanciato una soluzione BMS a basso costo e ad alte prestazioni basata sul chip MCU GD32E230 per promuovere la trasformazione e lo sviluppo industriale.

Panoramica dello schema BMS

 ? La soluzione BMS sviluppata da Rui Intelligent basata sul chip MCU GD32E230 è adatta principalmente per la gestione di 16 stringhe di batterie al litio, che possono fornire funzioni di protezione da sovraccarico, sovraccarico, sovracorrente, sovratemperatura, sottotemperatura e cortocircuito per la batteria al litio pacchi e forniscono anche la funzione di equalizzazione della tensione durante la ricarica; Può comunicare con il computer host del PC, il controller dell'armadio, ecc. tramite RS485 e può controllare, calibrare e monitorare l'apparecchiatura tramite il software del computer host.

 ? Questa soluzione è dotata di un modulo di comunicazione wireless 4G, che può caricare le informazioni di monitoraggio della batteria sullo sfondo di monitoraggio. Può eseguire il posizionamento GPS ad alta precisione (compatibile con GPS e Beidou) e l'aggiornamento OTA wireless remoto.

 ?  Attraverso lo sviluppo di livello inferiore e il design innovativo basato sul chip, questo schema migliora notevolmente l'integrazione dei prodotti dello schema. Rispetto a prodotti simili sul mercato, il numero di dispositivi è ridotto di oltre il 30% e l'area del layout è notevolmente ridotta, quindi la dimensione del PCB può essere progettata in modo più flessibile per soddisfare i requisiti di dimensione di installazione della batteria al litio PACK.

Schema a blocchi del sistema dello schema BMS

BMS方案技术参数表

Introduzione dei componenti della soluzione BMS

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La funzione dell'MCU GD32E230 in questo schema

• Rispettare le specifiche IPMI V2.0

  Rispettare le specifiche VITA46.11.

• Supporta l'aggiornamento del firmware HPM.1

• Fornire software di editing FRU e SDR

• Tensione di ingresso analogico, corrente, temperatura, ecc

• Misurazione della temperatura e comunicazione del carico utile

• Ingresso hot-swap, LED e uscita di controllo della potenza del carico utile

2

Specifiche principali dell'MCU serie GD32E230

• Corteccia-M23@72MHz

• Flash: 16KB~64KB

• SRAM: 4KB/8KB

• Molteplici modalità di comunicazione：I2C x2,SPI x2,UART x2

• ADC ad alta velocità e alta precisione, ADC a 12 bit x 1 a 2.6 Msps, 16 canali

• Il timer avanzato x1 può generare 6 uscite PWM complementari con tempo morto regolabile.

• Temporizzatore generale x5

• Tecnologia di crittografia brevettata GFlash

• Tipi di pacchetti ricchi: LGA20/TSSOP20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

• tensione di alimentazione:1.8 V~3.6 V

• Intervallo di temperatura operativa di livello industriale:-40℃-+85℃

• Livelli ESD ed EMC industriali

 Disegno fisico del circuito stampato dello schema BMS

BMSCaratteristiche del programma

• Temperatura di lavoro：-40℃~+85℃;

• Supporta fino a 16 stringhe di batterie.;

• Supporta sovratensione, sottotensione, sovracorrente, sovratemperatura, bassa temperatura, protezione da cortocircuito, ecc.;

• Supporta misurazioni SOC accurate;

• Sostenere l'equilibrio;

• Supporta la comunicazione 485;

• Supporta l'interfaccia di espansione del modulo di comunicazione 4G, i clienti possono realizzare la comunicazione 4G e la funzione di posizionamento GPS in base alla domanda di prodotti con batterie al litio.;

• Temperatura di campionamento: 2 canali di temperatura cella e 1 canale di temperatura MOS.;

 ?  Questo schema presenta un’elevata integrazione, un basso costo e un forte vantaggio competitivo in termini di costi.Questo schema adotta l'area della scheda Layout più piccola del settore, che può adattarsi a qualsiasi progetto PACK di batterie al litio impegnativo. Allo stesso tempo, è compatibile con il design dell'interfaccia IoT 4G ed è facile aggiornare il prodotto al BMS IoT. Forniamo uno schema di progettazione di riferimento completo, strumenti di configurazione e strumenti di produzione, che possono garantire rapidamente la produzione in serie di prodotti e ridurre notevolmente gli investimenti nella ricerca e nello sviluppo del prodotto.

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