兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能BMS方案

Release time:2025-05-16
author:AMEYA360
source:兆易创新
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  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

兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能BMS方案

  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

兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能BMS方案

  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

兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能BMS方案

  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

兆易创新:筑牢安全高效“芯”防线的工商业储能BMS方案

  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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兆易创新GD32G5系列荣膺2025全球电子成就奖“年度微控制器/接口产品”奖,印证高性能MCU硬核实力
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2025-11-26 10:14 reading:282
驱动未来:兆易创新GD32 MCU应对电机控制多场景挑战
  自2013年推出首颗32位MCU以来,兆易创新历经十余年深耕,出货量稳步攀升,截至今年上半年,累计出货量已突破20亿颗。作为国内通用MCU领域的领军企业,兆易创新的脚步从未停歇,始终在更多元的应用探索中不懈前行,致力于在产品质量上迈向新高度。  在2025电子发烧友电机控制先进技术研讨会上,兆易创新MCU市场部陈树敏围绕电机驱动领域的技术突破与应用实践,以《释放电机潜能:GD32 MCU的高性能驱动之道》为题发表主题演讲,系统分享了兆易创新在该领域的创新成果与前沿布局。  面向多元领域的解决方案矩阵  电机作为各类电子电器设备不可或缺的核心部件,其发展空间很大程度上由以 MCU 为核心的电机控制方案所决定。陈树敏表示,兆易创新针对工业、家电、消费电子及新兴市场等不同领域的差异化需求,量身打造了一系列适配性强、性能优异的电机控制解决方案,全面覆盖多场景下的电机驱动与控制需求。  伺服电机在工业领域应用非常广泛。兆易创新的双伺服电机方案,采用ARM® Cortex®-M4内核的高性能GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,实现双伺服电机、高集成度低成本控制。这个方案可实现基于14位精度磁编码器定位的FOC磁场定向控制,并采用位置环、速度环、电流环三闭环控制,支持双电阻、三电阻电流采样方式。  EtherCAT®伺服从站解决方案是兆易创新在工业领域推出的一款重要方案。该方案以主频高达600MHz ARM® Cortex®-M7与ESC控制器二合一的GD32H75E为主控芯片,同时满足伺服控制性能和BOM成本的优化。其伺服驱动采用标准CiA 402协议,通过TwinCAT®进行实时控制,提供开箱即用解决方案。该方案内置自有强化算法,可在轮廓位置模式(PP)下采用梯形曲线规划。同时,基于芯片内部的HPDF模块,方案能以低成本实现高精度In-line电流的采样。  在家电领域,兆易创新的方案也显示了优异特性。在二合一空调外机方案中,兆易创新以主频GD32F30x系列为主控芯片,专门针对空调外机双电机和PFC单芯片应用。为保证家电设备的可靠性,其还内置 FLASH/SRAM ECC等功能安全特性。同时,方案中也集成了兆易创新自有的空调外机算法,包括压缩机单周期闭环启动,风机零速闭环启动等。在滚筒洗衣机的方案中,兆易创新采用了主频84MHz的Cortex®-M4内核的GD32F330系列作为主控芯片,内置成熟的矢量控制算法,转速、电流双闭环控制系统,支持弱磁控制、id=0控制等多种矢量控制策略,可实现滑膜观测器无传感器控制。  在洗地机领域,兆易创新推出GD32F5与GD32VW553双芯片一体方案:GD32F5依托丰富片上资源,承担多类电机控制(含无刷电机、有刷电机、舵机、测速轮)与LCD串口屏驱动任务;GD32VW553则专注无线通信控制,不仅支持微信小程序蓝牙配网,还可通过阿里云“云智能”以SoftAP模式完成设备配网,同时能实现电机启停操作演示。  扫地机方案则围绕主机与基站构建完整硬件体系,通过多模块协同满足复杂清扫需求。主机核心板选用GD32F30x/F503作为MCU,搭配DDR3L/DDR4内存、GD5F系列NAND Flash与GD25Q系列NOR Flash,充分满足核心运算与数据存储需求;驱动板与电源板搭配 GD30AP系列运放、GD30LD系列LDO等产品,确保整机稳定运行。惯导模块搭载 GD32E23x系列MCU,激光或ToF模块适配GD32F310、GD32W515、GD32C231等系列芯片;基站以GD32F303/F503为核心,带屏基站配套对应NAND Flash,带水泵基站采用 GD30DR300x系列单通道全桥驱动,同时集成GD32VW553系列Wi-Fi模块实现无线互联。  此外,工具领域中,锂电电钻方案采用Cortex®-M4内核的GD32F310系列作为主控,以精简的外围器件实现优异控制性能,目前已在头部园林工具客户中实现批量生产。  面对民用低空飞行和人形机器人这两大今年行业热点,兆易创新也带来了相应解决方案。在民用飞行器的飞控模块上,采用ARM® Cortex®-M4内核的高性能 GD32F4作为主控芯片,主频高达240MHz,支持Betaflight开源平台,电调模块则采用高性价比的 GD32C2x1/GD32E23x系列(Cortex®-M23 内核),兼容 AM32开源软件及兆易创新自研电调控制固件。  针对人形机器人,兆易创新提供全场景解决方案,在灵巧手部分,可通过 GD32E513/GD32G553实现单MCU多电机控制,或采用集成EtherCAT®的GD32H75E方案完成手部姿态算法、动作协调与通讯互联;雷达控制部分由GD32F303系列辅助FPGA实现感知功能,GD32F470系列为雷达算法提供算力支持;手臂/腿部关节部位则可通过 GD32E513/GD32G553/GD32H7及 GDSCN832构建高性能、小体积、多电机的控制方案。  以技术深耕构建全维度竞争力  除了丰富多元的解决方案,兆易创新在算法与开发支持层面同样表现突出。其核心算法已覆盖BLDC与正弦波两大控制领域,所有MCU型号均支持有传感器与无传感器两种定位方式,同时集成无感启动算法及多种保护算法,为电机控制的稳定性与安全性提供坚实保障。在开发套件方面,兆易创新提供了多种入门级电机评估套件,包括针对工业级、消费级、汽车级的FOC套件及常规BLDC套件,用户可通过官网渠道申请获取。更重要的是,其构建了完整的GD32开发生态体系,从产品开发套件、解决方案到IDE&编译器及开发量产工具,全面覆盖市面上各类主流应用场景,为开发者提供全流程支持。  目前,兆易创新已构建起完善的量产产品矩阵,覆盖从入门级M23内核、主流级M4内核到更高性能的M7内核产品。公司还在各细分领域深耕细作,持续投入资源打磨技术与产品。除电机控制方案外,兆易创新还提供数字电源、IoT 等领域的解决方案,并与合作伙伴携手,共同拓展更细分的控制应用场景,为产业发展提供更全面的支持。
2025-11-21 16:44 reading:347
兆易创新GD32H75E 斩获第二届焉知具身智能机器人年会卓越产品奖
兆易创新推出GD25NX系列xSPI NOR Flash,高性能双电压设计,面向1.2V SoC快速响应需求
  兆易创新(GigaDevice)推出新一代双电压高性能xSPI NOR Flash——GD25NX系列。该系列采用1.8V核心电压与1.2V I/O电压设计,可直接连接1.2V SoC,无需外部电平转换器,显著降低系统功耗并优化BOM成本。作为继GD25NF与GD25NE系列之后的第三代双电压供电产品,GD25NX系列延续了兆易创新在双电压供电领域的技术积累。该产品系列兼具高速数据传输能力与高可靠性,广泛适用于可穿戴设备、数据中心、边缘AI及汽车电子等对稳定性、响应速度、能效比要求严苛的应用场景。  GD25NX系列SPI NOR Flash支持八通道SPI模式,最高时钟频率为STR 200 MHz,DTR 200 MHz,实现高达400MB/s数据吞吐量。该系列的写入时间典型值为0.12ms,扇区擦除时间为27ms,其与常规1.8V八通道Flash相比,写入速度提升30%,擦除速度提升10%。为保障数据可靠性,GD25NX系列集成ECC算法与CRC校验功能,有效增强数据完整性并延长产品使用寿命。同时,该系列支持DQS功能,为高速系统设计提供完整信号保障,满足数据中心和汽车电子等高稳定性应用需求。  依托创新的1.2V I/O接口架构,GD25NX系列在实现卓越性能的同时,也具备出色的低功耗表现。其读取电流在八通道STR 200MHz模式下低至16mA,在八通道DTR 200MHz模式下低至24mA;与常规的1.8V八通道SPI NOR Flash产品相比,GD25NX系列的1.2V I/O接口设计可将读功耗降低50%,在确保高速运行的同时显著提升系统能效,为功耗敏感型应用提供更具竞争力的解决方案。  “GD25NX系列的诞生开创了低电压与高性能兼具的SPI NOR Flash新格局”兆易创新副总裁、存储事业部总经理苏如伟表示,“其设计紧贴主流SoC对低电压接口的需求,为客户带来了更高的集成度与更低的BOM成本。未来,兆易创新将持续拓展双电压供电产品线,覆盖更丰富的容量与封装规格,助力客户打造更加高效、可靠的低功耗存储解决方案。”  兆易创新GD25NX系列提供64Mb和128Mb两种容量选择,灵活满足不同应用对存储空间的差异化需求。该系列支持TFBGA24 8x6mm (5x5 ball array)以及WLCSP (4x6 ball array)封装形式。目前,128Mb的GD25NX128J产品已开放样片供客户评估,64Mb容量的GD25NX64J样片也在同步准备中。如需获取详细技术资料或报价信息,欢迎联系AMEYA360客服。
2025-11-18 10:35 reading:313
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