本帖最后由 安小芯 于 2022-8-28 22:05 编辑
#技术资源# 基于N32 MCU打造高效安全的BMS电池管理与储能应用
电动自行车、电动摩托、储能电源等诸多应用场景中，通常都需要使用到大功率动力电池组作为电动车或电器设备的动力来源。大功率电池的特点是能量密度特别高，尤其是在车辆行驶或负载设备工作时需要高电压、大电流，其瞬间输出功率非常大，而大功率的充、放电会引起电池发热，一旦因为过充、过放、发热等原因导致电池自燃或爆炸，则会造成严重的安全事故。此时如果没有一套可靠的电源管理系统为其保驾护航，高能量密度电池组就如同随时可能被激活的炸*。因此，对于大功率电池来说，需要一套安全高效的电池管理控制系统，才能保证电动交通工具或电器设备的安全使用，这就有了BMS电池管理系统（Battery Management System）的用武之地。据Business Wire估计2021年全球BMS市场规模为65.12亿美元，至2026年预计可达131亿美元，CAGR为15%，市场空间广阔。
锂电池面世以来，由于性能上的巨大优势，迅速成为市场主流，广泛应用于消费、储能以及动力电池等领域，鉴于锂电池的高能量密度产生的安全风险，使得高可靠性、高精度的电池管理成为锂电池应用的关键，一个优秀的BMS应用解决方案无疑会为新能源电池及电动车等产品带来市场竞争优势。BMS是专门用来做电池运行管理的控制系统，借助BMS电池管理系统的电芯监控、荷电状态（SOC）估算以及单体电池均衡等核心功能，可以最大限度地利用电池组的电力输出、平衡其功能，确保其安全运行。BMS控制模块通常要求具备精准快速测量的高性能处理能力，具有高共模电压抑制能力，功耗低，平衡电芯，保护电池组免受危险电压、电流和温度水平的影响，并且可与充电器、负载、热管理、紧急关停等其他子系统进行安全通信交互。 BMS的各种复杂控制功能实现，离不开高性能MCU主控芯片的参与。MCU是锂电池组控制模块不可或缺的核心部件，它可以时刻管理电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为锂电池的使用安全提供保障，并延长锂电池的使用寿命。国民技术N32系列MCU以其高性能、高集成、高可靠、低功耗、安全等优势特性，广泛用于BMS电池管理与储能等应用领域，其应用场景十分丰富。
基于N32L406的某品牌智能电动车锂电池组BMS控制板 （图片来源：Bilibili UP主吃拆玩呗视频截图）
N32系列MCU在BMS应用中的优势： - MCU内置FLASH支持指令缓存和预取，支持FPU和MMU指令，高效率运行BMS核心控制算法。
- 内置12bit的独立ADC，5Msps采样率，可同时工作，支持多达16个采样通道，轻松实现过压检测、欠压保护、短路关断、温度检测、电池均衡控制等功能。
- 具有丰富的外设接口，支持多个UART、I2C、SPI等接口，同时支持CAN，灵活实现故障诊断和警告上报。
- 行业领先的低功耗水平，更加低碳环保。芯片动态运行功耗低至60μA/MHz，静态功耗低至1.5μA。
- 内嵌国际及国密加密算法硬件加速引擎，提供Security BOOT/FOTA/存储/认证安全解决方案方便品牌厂家生态控制，防止假冒产品，保护核心知识产权。
- -40℃～105℃的工业级工作温度范围，在恶劣环境下长期稳定运行。
基于N32 MCU的BMS应用框图
国民技术N32G455、N32G452、N32G435、N32G432、N32G430、N32G032、N32L40x、N32WB452、N32WB031等N32系列MCU已经在BMS电池管理与储能应用领域获得多个标杆客户的认可和批量应用，部分应用案例包括：汽车BMS、短交通电池BMS、共享换电系统电池BMS、电池保护板等电池管理；汽车、两轮电动车充电桩；电动车面板、控制器；以及储能电源、电柜补偿、铁塔电池换电、四轴飞行器电池、电源逆变控制板等多种新能源应用场景。 国民技术坚持技术创新，积极布局新能源应用领域，面向消费、工业、汽车电子等领域研发新能源电池及电源管理技术，以业内领先的核心技术优势，提供有竞争力的MCU、BMS整体解决方案。在汽车电子领域提供MCU、安全芯片等车规级核心器件，不断以创新技术助力汽车电动化、智能化和网联化发展。
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