BL1051:贝岭新一代17串高精度<span style='color:red'>BMS</span> AFE,赋能智慧能源管理
  BL1051是上海贝岭面向储能、两轮车、清洁工具及电动工具市场精心打造的一款高性能电池管理模拟前端芯片(AFE),该产品支持5至17串锂电池堆叠架构,以业界领先的电压电流与温度监控精度为核心优势,集成全面的安全保护机制,为电池包提供全面、精准的状态监测与安全保障。  BL1051高集成度架构显著简化了外围电路设计,降低系统成本,依托公司在信号链和功率链产品线的深厚积累与协同优势,对于便携储能、两轮车、清洁工具、电动工具等对成本与性能高要求的应用,BL1051均能提供极具竞争力的解决方案,助力客户加速产品上市进程,提升市场竞争力。  卓越的数据采集能力  BL1051支持0~5V全范围电芯电压测量,并且支持busbar测量,采用双16bit Σ-Δ ADC架构,支持电压电流同步采样,提供业界领先的电压、电流、温度采集精度,尤其是其出色的全温电流零点漂移(≤±10mA@1mΩ),内部集成50Hz工频滤波器,可抑制充电时公网对信号采集的干扰,同时为客户提供板级校准存储空间,提高设计与应用灵活性。  在-40℃到85℃全温区范围内,17个电池通道的电压误差都能控制在±5mV以内,展现出极佳的温漂特性。  BL1051 17个电池电压通道采集电压误差实测数据(单位:mV)  全面的安全保护机制  BL1051采用分级保护架构  初级保护  电芯过压/欠压、充电过流、放电过流、短路保护、电芯充放电高低温、FET过热保护等。  次级保护  二次过压/欠压、FET失效检测等。  所有保护参数均可配置阈值、延时和恢复条件,最快可支持us级快速响应。此外,系统还集成了EEPROM校验失效、预充电超时、看门狗和断线检测等多重自检机制,构建立体化的安全防护网。  灵活的驱动与均衡方案  在驱动方面,BL1051内部集成充电、放电、预充电、预放电FET低边驱动,并且支持外部扩展高边驱动,适配全分口、半分口等多种拓扑。均衡方面,支持单通道高达50mA内置被动均衡,支持自主均衡和主机控制均衡双模式,自主均衡基于电芯状态智能算法,无需主控干预即可自主实现电池一致性管理。  此外,BL1051还支持负载检测、充电器检测和熔丝驱动,并且集成10 路多功能 GPIO,集成双路高达50mA输出能力的可编程 LDO, 支持400KHz I2C和1MHz SPI通信接口,并且提供多种功耗管理模式,以支持电池管理更灵活与丰富的系统级设计解决方案。  丰富的配套产品  BL1051作为核心AFE,配合贝岭的高压DC-DC、低功耗LDO、纳安级运放和数字隔离器,形成一体化解决方案。功率部分可选用贝岭自有SGT MOS及配套栅极驱动芯片,通信接口可选用RS485 BL3085及配套的两通道数字隔离器BL7221,外部存储可选用BL24Cxx EEPROM。  BL1051及其配套方案将为储能、两轮车、清洁工具及电动工具等应用领域客户提供更安全、更可靠、更具竞争力的选择,这种全栈式方案大幅降低了客户选型成本和供应链风险。
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发布时间:2026-01-08 16:20 阅读量:392 继续阅读>>
SA63654矽力杰车规12V <span style='color:red'>BMS</span> AFE
  在新能源电动汽车领域,无论是微混,轻混,增程或者纯电汽车,12V备用锂电池凭借着环保,用户体验,全生命周期成本优势,装机数量快速攀升。  上篇文章(安全优先!矽力杰AFE+MCU为车载12V锂电池保驾护航)着重介绍了SA63654的功能安全架构。这篇文章,我们将给大家带来更为精彩的SA63654差异化亮点,为您量身打造安全耐用最优系统成本的12V解决方案。SA63654凭借着这些亮点,已经斩获海内外多家头部OEM的车型定点。同时矽力杰MCU-SA32B系列MCU flash容量从128KB到2MB,全系列支持功能安全ASIL-B和信息安全,满足不同类型的12V锂电BMS应用场景。  SA63654是立足于12V系统原生设计的产品,差异化设计亮点包括:  优越的高边驱动  灵活的MOS架构  同步的MOS诊断  优异的休眠功耗  业界最小的封装  完备的反向唤醒  优越的高边驱动,确保系统的可靠性  SA63654采用专利的基于电感的迟滞型Boost电路,相比基于电容的电荷泵电路,优势有:更低的静态功耗:<10uA;更低的输入电源电压:≥4V;更高的栅极驱动电压:12V;更快的闭合/关断速度:<20uS;更快的补能速度:>6mA。同时,该电路具备输出欠压保护功能,且输出欠压保护点远高于市面上功率MOS的VGS(th),因此能避免将功率MOS驱动在线性区域。综上功能优势,SA63654的高边驱动,可有效减少扩展的功率MOS对数。  灵活的MOS架构,兼容多种MOS架构  12V BMS系统采用功率MOS作为负载供电/电池充电的控制开关。在市面上,功率MOS的驱动架构有:充放电分开控制,共源;充放电同开同断,共源;充放电分开控制,共漏。SA63654能够完全兼容上述三种驱动架构。同时即使在充放电分开控制的架构中,也可以实现单一方向的过流事件时控制充放电功率MOS同时断开。三种驱动架构如下所示。  同步的MOS诊断,消除诊断误判风险  12V锂电池系统,高边MOS负责连接电池(B+)和负载(P+),它对系统安全至关重要。业界现有诊断方案,如下右图,采用外置电阻分压方式异步检测MOS两端电压。这种方案无法同时刻采集MOS两端差分电压,且外部电阻网络引入额外功耗、误差和器件失效概率。  SA63654采用创新的差分架构,一路采集P+端与B+端的压差即MOSFET的压降;一路采集SRC端与P+端的压降即充电管的压降。SA63654的差分采样结构,不仅消除了单端采样带来的功耗问题和同步性问题,直接保证了精度;而且消除了两路单端异步采样带来的诊断误判风险;还可以节约MCU资源,降低MCU负荷。*业界现有诊断方案*矽力杰诊断方案  优异的休眠功耗,消除中途补电次数  SA63654在Sleep Idle模式下仅消耗40uA的电流;在Sleep Idle情况下,若开启1S周期性唤醒功能,则等效功耗为4.5mAx(8mS/1S)=36uA,其中 4.5mA为Active模式下工作电流,8mS为周期性唤醒后持续工作的时间。因此在1S周期性唤醒周期下的静态功耗为40+36=76uA,远小于市场竞品的静态功耗(>100uA)。  业界最小的封装,优化PCB布局和MOS散热  12V锂电池包容量有逐步减小的趋势,对应的PCB板空间也越来越小。SA63654采用40 pins的QFN封装,大小仅为5mm x 5mm,比市面竞品小一半;同时该封装带侧面爬锡,可提高焊接的可靠性和便利可视焊接检查。  完备的反向唤醒,避免电池过充/过放  为降低系统功耗,系统进入休眠时会将MCU下电,则AFE担负起监控功能。SA63654除具备常规的过压欠压/过温欠温/过流监控外,还具备了低电量告警功能、负载小电流变化唤醒和搭电唤醒。在AFE检测到故障后,通过WAKE引脚输出高电平去唤醒SBC;或者通过/FLT引脚输出低电平去唤醒MCU(若MCU没有下电)。因此SA63654具备了完善的休眠监控和休眠唤醒功能。
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发布时间:2025-12-29 14:51 阅读量:379 继续阅读>>
上海雷卯电子:汽车<span style='color:red'>BMS</span>电池管理——菊花链通讯保护方案
兆易创新GD30BM2016系列破解<span style='color:red'>BMS</span> AFE四大痛点
  在全球碳中和、能源数字化浪潮席卷下,电化学储能产业正以年均30%的速度狂飙突进。在这场万亿级产业变革中,模拟芯片作为电子系统的“神经网络”,其国产化进程不仅关乎产业链安全,更将成为决定中国科技产业全球竞争力的关键变量之一。  伴随5G、物联网、人工智能等新兴技术的快速发展,模拟芯片在消费电子、新能源汽车、通信、工业控制等领域扮演着关键角色,市场需求持续增长。其中,模拟电源管理芯片(Analog PMIC)作为电子设备电源管理系统的核心部件,不仅需求随之激增,而且呈现出高性能、高集成、高可靠性的发展趋势。  作为中国领先的无晶圆厂半导体公司,从2019年开始,兆易创新便积极布局模拟芯片领域,将其作为企业未来的核心增长点之一,不断突破企业增长边界,提升生态协同价值,构建国产模拟芯片的突围路径。  从存储、MCU到模拟芯片的战略演进  模拟芯片作为连接物理世界与数字世界的桥梁,具有产品品类多样、集中度不高、产品生命周期长、下游应用广泛等特点,被称为“黄金级赛道”。然而,目前中国模拟芯片产业整体呈现“国产化水平偏低、细分领域加速追赶”的发展态势。相关机构数据显示,2024年中国模拟芯片国产化率不到20%,整体国产化空间较大。  面对模拟芯片技术壁垒高、产品品类繁多的特点,兆易创新将其在存储和MCU等领域的成功经验延伸至模拟芯片领域,通过“内生孵化”的策略和独特的“MCU+”协同优势,构建起“通用+专用”的模拟芯片产品矩阵,并围绕产品组合协同战略,推动国产替代向系统级解决方案升级。  目前,兆易创新在模拟芯片的布局主要有6大品类,覆盖通用电源、电机驱动、充电管理、锂电池管理芯片、信号链、专用标准芯片,对应700+产品型号,可实现通用产品和专用产品广泛覆盖,满足行业多样化应用需求。  GD30BM2016:切入高价值赛道的“尖兵”  作为连接电池包与主控MCU的桥梁,AFE芯片负责高精度地采集电芯电压、温度及电流等关键信息,并执行电池均衡、提供保护功能,是BMS的核心组件之一。然而,当前低压电池管理系统(BMS)AFE行业仍然存在诸多痛点和难题:一是在不同功耗下、高低温等条件下,电芯电压/电流/温度测量精度不足;二是单芯片无法支持多串数的兼容设计;三是电池包的安全性有待提升;四是因外部环境的变化,供应链稳定性不足,海外依赖风险高,交期不稳定。  为此,兆易创新通过开发高性能、强可靠性、纯国产供应链的GD30BM2016系列BMS AFE产品,解决以上痛点和难题。作为工业级高精度电池模拟前端(AFE)芯片系列,GD30BM2016系列核心特点在于:一是测得准、快,全温范围内电压采集误差仅±5mV(-40~85 ℃),温度测量精度优于±3℃,电流测量精度±10 uV;二是采用单套模拟IP+数字逻辑,只需做一次认证、一次开发,就可以覆盖电芯3~16串全系软硬件兼容设计,避免后期反复做硬件的测试,进一步降低产品开发成本;三是采用100V高压BCD工艺器件,具有强抗浪涌、热插拔、乱序与ESD干扰能力,同时在主动保护策略上采用硬件双检测(ADC+CMP),提高产品的安全性;四是采用国内独立的晶圆与封测供应链,支持国产化需求,具备大规模交付能力。  与此同时,该系列芯片不仅具有高精度、高集成度的特性,还具有灵活扩展能力,可与GD32 MCU等其他产品线进行生态组合,精准解决电动工具、二轮车、便携储能、户储/家储、铁塔备电、AGV、机器人等行业痛点,满足行业定制化的需求,具有较高的性价比和应用潜力。比如,在一个机器人方案中,兆易创新可以提供主控MCU、用于存储固件的NOR Flash,以及电机驱动芯片和锂电池管理芯片。  这种“组合拳”式的打法,不仅能为客户提供更高的集成度和更优的系统成本,还能显著缩短客户的研发周期,从而建立起远超单一产品供应商的强大护城河。而GD30BM2016在高精度测量、高性价比和多应用场景上的表现,使其成为兆易创新在模拟芯片领域的重要“尖兵”,助力其在高价值赛道上实现“1+1>2”生态协同效应。  构建坚实的技术生态协同壁垒  当前,全球能源转型和“双碳”目标驱动模拟芯片市场持续爆发,为中国本土模拟芯片企业提供了“水大鱼大”的成长环境。IC Insights数据显示,2023年全球模拟芯片市场规模达832亿美元,预计到2028年将突破1200亿美元,年复合增长率(CAGR)约为7.5%。  然而,在这个万亿级市场,不可忽视的一个残酷现实:中国模拟芯片国产化率不足20%,高端市场更是被国际巨头垄断。与此同时,这些国际模拟芯片大厂基本采用IDM(Integrated Device Manufacturer)模式,即集“设计—制造—封测”环节为一体,可以将设计和工艺整合起来开发新产品,具备更强的资源聚集能力,能够更好地掌握创新主动权。  为了应对国际巨头的技术壁垒和生态体系,以及顺应国产化替代大势,兆易创新以高精度模拟芯片为切入点,持续扩展产品线,覆盖电源管理、信号链、电机驱动、BMS AFE等方向,同时通过与国内晶圆厂和封装测试企业的紧密合作,不断提升产品的良率和可靠性,缩短客户导入周期。  除了在国产替代领域发力,兆易创新还凭借在MCU市场拥有庞大的客户基础和强大的品牌影响力,强化“MCU+模拟”协同战略,为客户提供更完整的BMS系统级解决方案,不断提升市场吸引力和客户黏性,形成了强大的业务生态协同效应。  此外,兆易创新还积极布局高端与差异化市场,深刻洞察人工智能、物联网、新能源等新兴技术未来趋势,聚焦高集成度、低功耗、专用化方向,将模拟芯片技术与新兴市场需求紧密结合,全力支持AI数据中心、人形机器人以及AIoT设备等快速增长的市场。  如今,模拟芯片这个"长周期、高壁垒、慢变量"的赛道,正吸引越来越多的中国本土芯片“躬身入局”。中国模拟芯片产业也从“单点突破”迈向“系统赋能”阶段。未来,在模拟芯片战略演进中,兆易创新将充分发挥其在MCU和存储等领域的协同优势,构建起坚实的技术生态壁垒,为数字能源革命注入强劲动力。
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发布时间:2025-10-28 14:32 阅读量:852 继续阅读>>
智净革新!杰华特一站式 <span style='color:red'>BMS</span> 方案,重塑清洁电器安全与智能体验
  杰华特推出全新一代平台化 BMS 方案。凭借 “安全、易用、智能” 的核心优势,杰华特产品矩阵为清洁电器行业的电池管理技术升级带来新思路。  在近日圆满落幕的第八届(苏州)电动工具控制与充电技术研讨会上,杰华特技术市场经理马文华受邀出席,并带来《安全,易用,智能的清洁电器 BMS》的主题演讲,深度解读相关方案。  杰华特BMS产品覆盖3C产品、小动力电池、汽车电池和储能电池等多个应用领域,针对电动工具、清洁工具提供全序列3-8串锂电池BMS产品,为客户提供一站式锂电池BMS方案。其中包括:极简电池包设计用的硬件保护芯片、平台化电池包设计用前端芯片、高集成度电池包设计用前端/MCU二合一芯片、安规认证用二次保护芯片以及电池包内充电管理芯片。用 “芯” 赋能,驱动行业发展,满足客户的多样需求。  3-26 串大平台,以 “兼容” 之力加速产品迭代  随着市场竞争的加剧,各大终端品牌不断加快产品的迭代速度,既快又好的BMS产品设计成为了电池包厂商的核心诉求。  顺应趋势,杰华特推出了全新一代采集前端芯片,以序列化的产品组合为客户搭建3-26串的软硬件大平台。该平台下的系列芯片功能相互兼容,串数覆盖范围3-26 串,客户不再需要为不同串数的电池包单独开发软件,可真正实现 “一套软件,多套 BOM”的更优性价比。简单易用的平台可大幅降低研发与时间成本,帮助客户在激烈的市场竞争中快速响应需求,抢占先机。  基于重点产品JW33508的无线吸尘器专属应用方案  JW33508是专为3-8串锂电池组设计的数字前端芯片,特别适用于无线吸尘器或者洗地机的BMS设计。此外杰华特同步提供内置 MCU 的产品 JW33M08,适用于 3-8 串高集成度电池包。  产品特性:  13 bit ∑-Δ VADC:采集电压及温度  16 bit ∑-Δ CADC:采集电流  电芯过压,放电过流,放电短路保护功能  断线检测功能  均衡功能  看门狗功能  负载检测通路  低侧充放电NMOSFET驱动  3.3V/5V LDO:20mA  IIC通讯接口(带CRC-8校验)  功耗:  正常模式90uA@Typ,100uA@Max  休眠模式 20uA@Typ,22uA@Max  仓运模式 1uA@Typ,2.5uA@Max  三重优势,提升产品核心竞争力  · 更安全 :多项防护功能,将风险拉到更低  高精度采集电压、电流和温度数据,捕捉电池异常状态,具备过压、过流、短路等保护机制,断线检测功能及时发现电芯连接问题,有效减少安全隐患,为清洁电器使用过程保驾护航。  · 更易用:高精度、快响应、便于开发  在精度与响应速度上,JW33508性能卓越,快速电流 ADC 单次采样时间仅 2mS,且电压/电流ADC支持每秒三个同步采集,能做到及时反馈电池状态。兼容性上与平台内其他芯片共享软件资源,无需单独开发软件。  · 更智能:灵活配置,定量感知更精确  具备高度智能化的串数配置与检测功能,帮助客户实时掌握电池与外部设备连接情况,优化管理逻辑。
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发布时间:2025-09-09 13:55 阅读量:523 继续阅读>>
小华半导体:基于HC32A4A0的<span style='color:red'>BMS</span>量产应用荣获IAEIS汽车电子科学技术突出创新奖
  近日,IAEIS 深圳国际汽车电子产业峰会在深圳宝安举行,小华半导体受邀出席会议。凭借应用于新能源汽车BMS系统的MCU产品,荣获“汽车电子科学技术突出创新奖”。作为获此殊荣的国产MCU厂家,小华半导体的HC32A4Ax系列MCU在车规芯片的国产化进程中具备里程碑意义,凭借卓越的性能、优良的品质、高效的技术支持服务,在BMS、IVI和EVCC领域有了大规模的量产经验,上车超过5百万颗,得到了大量的实际验证,质量表现优异,打破了国际MCU品牌在该领域的垄断地位,获得了行业专家的充分肯定。小华半导体汽车销售经理陈战际先生与会并介绍了小华半导体车规MCU系列产品,与行业专家深入探讨了国产MCU未来的机遇和挑战。  秉持品质制胜、追求卓越的理念,小华半导体在车规MCU领域稳步前行,不断创新。在HC32A4A0的客户应用基础上,小华半导体于2025年初推出了新一代HC32A4A8系列产品(P2P兼容),已在行业头部客户实现小批量出货。  作为业内主频最高的M4系列产品,HC32A4A8主频高达240MHz的同时还有着令人惊艳的低功耗表现,该系列支持多种电源模式,以减少ECU的功耗,低功耗表现优异  1MB至2MB Flash,带ECC  4*CAN-FD、10*USART (2*LIN)、6*SPI、1*QSPI、6*I2C、4*I2S、2*USB、2*SDIO、1*Ethernet、支持EXMC并口扩展、支持MAU/FMAC硬件加速器、支持XTAL32、RTC  32个Timer模块,支持死区保护,支持HRPWM,支持电机控制  3*12位2.5Msps SAR ADC、4*CMP、4*PGA、4*DAC  功能安全达到ASIL-B,提供符合ASIL-B标准的安全功能和分析报告  支持高等级EVITA。安全硬件提供的安全启动支持,以加速加密功能,同时支持国密算法  符合FOTA标准的双bank闪存  支持I/O掉电保持  适合的应用场景包括:车身域控、T-Box、IVI、BMS、EVCC、HUD等  可提供LQFP100/144/176三种封装  HC32A4A8同时配有优化的软件平台,包括AUTOSAR MCAL、SDK、Flash EEPROM模拟和安全底层驱动程序等基本组件。HC32A4A8x产品组合应用广泛,与小华Cortex-M7产品组合的软件重复利用率高,可提高灵活性和效率。在工具链上,同样与小华的车身域控XC2x系列支持相同的多种开发和编译工具。
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发布时间:2025-08-05 17:11 阅读量:1313 继续阅读>>
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:655 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:871 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:1123 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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