Ajude a compartilhar a substituição de energia, solução BMS de bateria de lítio inteligente baseada em GD32E230

Segundo as estatísticas, existem 300 milhões de veículos elétricos de duas e três rodas no mercado chinês. Em 2019, a produção de veículos elétricos de duas rodas na China foi de 36.09 milhões e o volume de vendas foi de 34.64 milhões. Entre eles, 7 milhões de entregadores e 3.1 milhões de entregadores eram grandes usuários de veículos elétricos. Com a implementação oficial do novo padrão nacional em 15 de abril de 2019, o volume de vendas de veículos de duas rodas de íons de lítio na China atingiu 6.8 milhões, e a taxa de penetração de baterias de lítio em veículos elétricos de duas rodas na China atingiu 18.8% . Estima-se que a taxa de penetração dos veículos de duas rodas com íons de lítio atingirá 53% em 2023. Na indústria de veículos de duas rodas, a substituição de baterias de chumbo-ácido por baterias de lítio tornou-se uma tendência inevitável. Especialmente, um grande número de veículos elétricos compartilhados e serviços de substituição de baterias de lítio aparecem no mercado, o que promove ainda mais uma grande demanda por baterias de lítio inteligentes.

Sistema de gerenciamento de bateria

BMS é um sistema de gerenciamento de baterias de lítio de veículos elétricos. Quando as baterias de lítio são produzidas em grandes quantidades, é difícil dominar a sua qualidade. Além disso, fatores como ambiente operacional, envelhecimento, sobrecarga, descarga excessiva, etc. pioram a eficiência e a vida útil das baterias, o que pode levar a problemas de segurança como incêndio e queimaduras. Nos últimos anos, tem havido incidentes frequentes de incêndios no carregamento de veículos elétricos de duas rodas nas cidades, e a demanda das pessoas por resistência e segurança da bateria continua a crescer. O sistema de gerenciamento de bateria BMS recebe cada vez mais atenção e o mercado continuará a crescer. Estima-se que o mercado interno de BMS ultrapassará 50 bilhões em 2025.

Fonte: coleta de informações públicas.

Baterias de lítio inteligentes para compartilhamento de veículos elétricos ou troca de eletricidade têm requisitos especiais para baterias de lítio BMS. O BMS deve ter função de comunicação, e o SOC da bateria de lítio deve ser calculado com precisão, para que a plataforma ou piloto possa saber a potência disponível e realizar as operações correspondentes. Isto é muito diferente do modo anterior de estimar a potência apenas pela tensão de baterias de chumbo-ácido ou baterias de lítio de baixo custo, o que representa um enorme desafio para o desenvolvimento de produtos e o custo do BMS. É necessário que a bateria de lítio BMS tenha funções poderosas e ao mesmo tempo reduza custos. Trillion Innovation e Ruiqi Intelligent resolveram conjuntamente este problema de forma inovadora e lançaram uma solução BMS de baixo custo e alto desempenho baseada no chip MCU GD32E230 para promover a transformação e o desenvolvimento industrial.

Visão geral do esquema BMS

 ? A solução BMS desenvolvida por Rui Intelligent com base no chip GD32E230 MCU é principalmente adequada para o gerenciamento de 16 cadeias de baterias de lítio, que podem fornecer funções de proteção contra sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente, temperatura excessiva, subtemperatura e curto-circuito para baterias de lítio. pacotes, e também fornecem a função de equalização de tensão durante o carregamento; Ele pode se comunicar com o computador host do PC, controlador de gabinete, etc. através de RS485, e pode controlar, calibrar e monitorar o equipamento através do software do computador host.

 ? Esta solução está equipada com módulo de comunicação sem fio 4G, que pode carregar as informações de monitoramento da bateria para o fundo de monitoramento. Ele pode realizar posicionamento GPS de alta precisão (compatível com GPS e Beidou) e atualização OTA remota sem fio.

 ?  Através do desenvolvimento de nível inferior e do design inovador baseado no chip, este esquema melhora muito a integração dos produtos do esquema. Em comparação com produtos semelhantes no mercado, o número de dispositivos é reduzido em mais de 30% e a área de layout é bastante reduzida, de modo que o tamanho do PCB pode ser projetado de forma mais flexível para atender aos requisitos de tamanho de instalação do PACK de bateria de lítio.

Diagrama de blocos do sistema do esquema BMS

BMS方案技术参数表

Introdução de componentes da solução BMS

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A função do MCU GD32E230 neste esquema

• Cumprir com a especificação IPMI V2.0

  Cumpra a especificação VITA46.11.

• Suporte para atualização de firmware HPM.1

• Fornece software de edição FRU e SDR

• Tensão de entrada analógica, corrente, temperatura, etc.

• Medição de temperatura e comunicação de carga útil

• Entrada hot-swap, LED e saída de controle de energia de carga útil

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Especificações principais do MCU da série GD32E230

• Cortex-M23@72MHz

• Flash: 16 KB ~ 64 KB

• RAM: 4KB/8KB

• Vários modos de comunicação:I2C x2,SPI x2,UART x2

• ADC de alta velocidade e alta precisão, 12 bits ADCx1 @ 2.6 Msps, 16 canais

• O temporizador avançado x1 pode gerar 6 saídas PWM complementares com tempo morto ajustável.

• Temporizador geral x5

• Tecnologia de criptografia patenteada GFlash

• Tipos de pacotes ricos: LGA20/TSSOP20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

• tensão de alimentação:1.8 V ~ 3.6 V

• Faixa de temperatura operacional de nível industrial:-40℃-+85℃

• Níveis industriais de ESD e EMC

 Desenho físico da placa de circuito do esquema BMS

BMSCaracterísticas do programa

• Temperatura de trabalho:-40℃~+85℃;

• Suporta até 16 sequências de baterias.;

• Suporta sobretensão, subtensão, sobrecorrente, sobretemperatura, baixa temperatura, proteção contra curto-circuito, etc.;

• Suporta medição precisa de SOC;

• Equilíbrio de suporte;

• Suporte à comunicação 485;

• Suporta interface de expansão do módulo de comunicação 4G, os clientes podem realizar comunicação 4G e função de posicionamento GPS de acordo com a demanda de produtos de bateria de lítio.;

• Temperatura de amostragem: 2 canais de temperatura celular e 1 canal de temperatura MOS.;

 ?  Este esquema tem alta integração, baixo custo e forte vantagem competitiva em termos de custo.Este esquema adota a menor área de placa de layout do setor, que pode se adaptar a qualquer design desafiador de pacote de bateria de lítio. Ao mesmo tempo, é compatível com o design da interface 4G IoT e o produto é fácil de atualizar para IoT BMS. Fornecemos um esquema completo de design de referência, ferramentas de configuração e ferramentas de produção, que podem garantir rapidamente a produção em massa de produtos e reduzir significativamente o investimento em pesquisa e desenvolvimento de produtos.

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