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
reading:392

  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GD32C231系列MCU强势推出
  兆易创新GigaDevice今日(6月5日)宣布,正式推出超值GD32C231系列入门型微控制器,进一步扩充了Arm® Cortex®-M23内核的产品阵容。作为中国Arm® MCU市场的领军者,兆易创新此次推出的GD32C231系列以“高性能入门级”为定位,将为小家电,BMS电池管理系统,小屏显示设备,手持消费类产品,工业辅助控制,车载后装等应用提供更具竞争力的解决方案。  兆易创新凭借超20亿颗的MCU累计出货量和成熟的供应链体系,本次推出GD32C231系列MCU以创新设计打破入门级芯片的性能局限。该系列不仅集成了丰富外设,更采用工业级宽压工艺设计和完善的生态配套,在保持极致性价比的同时,这颗平价MCU也能胜任更复杂的应用场景,重新定义了入门级MCU市场的价值标准,开创了“平价不低配”的新格局。  GD32C231系列MCU,极致性价比之选  GD32C231系列MCU在保持优异价格竞争力的同时,显著提升运算性能与外设规格,实现超高性价比升级。该系列采用Arm®先进的Cortex®-M23内核架构,性能比Cortex® M0+提高10%,主频可达48MHz,具备单周期乘法和整数除法运算等高效处理能力,大幅提升软件执行效率。  存储配置方面,搭载32KB~64KB高可靠嵌入式Flash和12KB低功耗SRAM,全存储区域均配备ECC纠错功能。为满足不同应用场景需求,提供TSSOP20/LGA20,QFN28,LQFP32/QFN32以及LQFP48/QFN48等多种封装选择。通过高度集成化的芯片设计,有效减少外部元器件数量,为用户提供物料清单(BOM)成本更优的解决方案。  宽电压、低功耗与高速唤醒的完美平衡  GD32C231具备出色的电源灵活性和低功耗特性,支持1.8V~5.5V宽电压供电和-40℃~105℃宽温度工作范围,可适应各种严苛环境。该芯片提供多种电源管理模式,在深度睡眠模式下电流低于5μA,同时保持快速的响应速度,唤醒时间2.6μs,完美平衡了低功耗与实时性需求,为电池供电和便携式设备应用赋能。  GD32C231在安全可靠性方面同样表现出色:优异的抗静电能力,达到ESD防护接触放电8KV(CD)和空气放电15KV(AD)的高标准;全Flash/SRAM采用ECC纠错设计,有效防止数据错误;同时集成硬件CRC循环冗余校验模块,确保数据传输的完整性和可靠性。这些特性使芯片能够稳定运行于工业控制、汽车电子等对安全性要求严苛的领域。  高集成外设资源,赋能多样化应用场景  GD32C231集成了丰富的外设资源,大幅提升系统集成度和应用灵活性:内置12位ADC(支持13个外部通道)和2路内部比较器,满足精密测量需求;并提供了多达4个通用16位定时器、1个16位高级定时器。配备2路高速SPI接口(支持四线QSPI模式,速率达24Mbps)、2路I2C接口(支持Fast Mode+,速率1Mbit/s)和3路UART(速率6Mbps),集成3路DMA控制器,1路I2S,确保高效通信能力。  同时提供出色的GPIO扩展性,在48pin封装中最高可支持45个GPIO,显著提升硬件设计灵活性。这些专业配置使该芯片能够轻松应对工业控制、消费电子等多样化应用场景。  全栈生态资源就绪,构建高效开发闭环  GD32C231系列提供完整的开发生态支持,助力开发者快速实现产品落地。官网已全量上线标准资源库。  兆易创新提供完整的开发支持文档和资源,包括数据手册、用户手册、硬件设计指南、应用笔记和移植文档,帮助开发者快速上手硬件设计与软件开发,同时还提供完整的SDK固件库,包含丰富的示例程序和开发板资料,覆盖从底层驱动到高级应用的全套解决方案,加速产品开发进程。  GD32系列MCU广泛支持FreeRTOS,为嵌入式开发者提供了一个轻量级、开源且高效的实时操作系统(RTOS)解决方案。兆易创新还提供自主研发的GD32 Embedded Builder IDE集成开发环境,整合图形化配置与智能代码生成功能,显著降低开发难度;多合一编程工具GD32 All-In-One Programmer,支持对MCU的Flash和选项字节进行编程/擦除/读取等基本操作。配套的GD-Link调试器支持SWD/JTAG双模调试,即插即用,提供流畅的调试体验,并且与多家烧录厂有深入合作,为客户提供多种烧录调试等选择。  同时,GD32C231系列MCU已获得Arm® KEIL、IAR、SEGGER等国际主流工具链厂商的全面支持,确保开发环境的多样性。针对典型应用场景,兆易创新还提供丰富的方案和参考设计,大幅缩短从开发到量产的周期,为各行业客户提供高效可靠的解决方案。
2025-06-05 09:40 reading:1018
兆易创新国际总部落户新加坡
  6月3日,兆易创新(603986)正式宣布其国际总部在新加坡正式成立,标志着公司向全球化发展迈出了关键一步,彰显了公司深化客户合作、构建高韧性与高灵活性的供应链,并持续强化生态体系和品牌国际影响力的长期承诺。  据了解,自2005年成立以来,兆易创新持续拓展产品组合与解决方案,形成具备竞争力的完整布局。最新行业数据显示,公司SPI NOR Flash产品以20.4%的市场份额位居全球第二,累计出货量超270亿颗;在32-bit通用MCU领域跻身全球第七,累计提供超过63个系列、700+款型号选择,累计出货量超20亿颗;在指纹传感器领域,兆易创新也拥有完整的信号链、算法及解决方案。公司产品广泛应用于工业、汽车、消费电子和物联网等领域,凭借持续的技术创新与稳定可靠的性能,赢得了客户与合作伙伴的广泛认可和信赖。  随着智能互联技术在工业自动化、汽车电子和边缘智能等领域加速渗透,全球市场需求持续增长。兆易创新正加快产品创新、供应链协同与生态布局,积极把握新兴市场机遇,更高效地响应全球客户多元化的应用需求。  “我们选择新加坡,不仅因为其战略区位优势,更看重其成熟的科技生态与支持企业全球化发展的理念。”兆易创新高级副总裁、海外业务CEO赵人慧表示,“这不仅是一个区域办公室,更是一个跨学科、跨地域人才汇聚的创新平台,推动我们打造更智能的系统、更高效的执行力,以及面向未来的技术能力。”  据兆易创新介绍,新加坡凭借先进的基础设施、良好的创新环境和高素质的人才资源,已成为全球领先的科技与商业枢纽。其强大的全球联通能力、便利高效的营商体系以及对数字化转型的持续投入,为兆易创新拓展国际业务、深化全球协作提供了坚实支撑。  作为公司设立的国际总部,新加坡公司将承担起统筹国际运营、推进本地化产品创新、强化客户与供应链协同等关键职能。兆易创新表示,将以此为战略起点,加快国际市场拓展,构建更加开放、灵活、富有前瞻性的生态体系。
2025-06-05 09:24 reading:211
人形机器人马拉松背后的思考,兆易创新如何赋能机器人产业
  机器人在成为“人”的道路上又跨出了新一步尝试。4月19日,北京亦庄的一场特殊竞技成为舆论关注的焦点,二十几支人形机器人队伍在马拉松的赛场上展开竞技。这场戏剧化的演出引发了大家对人形机器人相关问题的进一步思考。  近日,第三十三届中国国际电子生产设备暨微电子工业展(NEPCON China)在上海举办,兆易创新携多款产品亮相。在展会期间的人形机器人制造技术沙龙上,兆易创新MCU事业部产品市场总监李懿发表了《从一场马拉松来看当前人形机器人的痛点及未来发展》的演讲。  一个机器人有20个左右的自由度和关节,每个关节都有其特定的负载要求。在完成一个动作时,各关节之间需要精准协调,如果协调不当,例如手关节快,而腿关节慢,就容易导致摔跤。对此,李懿重点强调了两个点:一是每个关节单独硬件设计要过硬,二是每个关节之间需要形成一个闭环实时网络系统以实现高效通信,该网络系统通常采用EtherCAT®标准。他提到:“兆易创新GD32G553系列高性能MCU,采用Arm® Cortex®-M33内核,主频高达216MHz,比较适合控制一些大的关节。对于需要更加精密运动控制的精细关节,其对算法实时性要求更高,采用Arm® Cortex®-M7内核、主频600MHz的GD32H7系列MCU会更加合适。有的客户一个机器人整体算下来会用到20多个M7内核的MCU,再加上10多个M33内核的MCU去做不同的关节任务,这些关节之间通过内置的总线进行通信,以保障每个关节之间的运动同步和数据同步。该系统的抖动可控制在纳秒级,同步周期约125微秒,甚至更短。”  GD32 MCU 产品家族  ▲ GD32 MCU产品布局  尽管当前机器人的速度只有10公里/h,但李懿认为5-10年后其速度将超越普通运动员甚至顶尖选手。而这种性能的提升伴随着重大安全隐患——频繁故障可能导致严重后果,这与自动驾驶汽车面临的安全挑战高度相似。对此,他呼吁:“机器人设计必须像智能驾驶汽车一样,对整个产品功能安全有全局性的考量。既要系统性地规划整体电子电器架构,又要对每个零部件有一定的功能安全要求。只有构建这样的全链条安全保障,才能最终实现安全可靠的商业化应用。”  IEC61508/ISO10218 功能安全交付包  ▲ 功能安全交付包  除了功能安全以外,李懿还强调了信息安全,这个容易让人忽视的问题。每个机器人厂家都不希望自己的商业机密被友商破解,要解决这个问题,既需要行业标准的健全,法律法规的完善,同时,也需要产业链上下游软硬件协同配合,以此杜绝安全隐患。值得一提的是,在功能安全及信息安全方面,兆易创新都针对性地制定了解决方案以保证客户的芯片安全。  完善的信息安全交付包  ▲ 信息安全交付包  演讲最后,李懿对兆易创新的MCU生态系统进行了简单介绍,罗列了该公司现有的生态工具。作为深耕机器人行业多年的企业,兆易创新拥有127家全球泛机器人客户,能够在各个环节给予开发者足够的支持,帮助客户完成设计,助力国产机器人行业创新!总之,兆易创新的芯片产品长期深耕机器人领域,凭借深厚的技术积淀和成熟的解决方案,已成功赋能多家头部具身智能企业。公司通过覆盖MCU、传感器、存储等全栈产品矩阵,为人形机器人提供从感知、决策到执行的全链条芯片级支持。
2025-05-22 13:46 reading:338
兆易创新GD55LX02GE系列荣膺“汽车电子·金芯奖之卓越产品奖”
  近日,由中国集成电路设计创新联盟、中国汽车芯片产业创新战略联盟、上海市汽车工程学会联合主办的第十二届汽车电子创新大会暨汽车芯片产业生态发展论坛(AEIF 2025)在上海召开。兆易创新旗下GD55LX02GE系列车规级SPI NOR Flash以出色的产品性能与可靠的产品质量,获得“2025汽车电子·金芯奖 卓越产品奖”。这一荣誉不仅是对兆易创新技术实力的权威背书,更是对公司在汽车电子领域砥砺深耕、创新赋能的有力证明。  作为第十二届汽车电子创新大会暨汽车芯片产业生态发展论坛(AEIF 2025)的重要组成部分,“金芯奖”旨在推动汽车电子行业的创新与发展,为优秀企业和产品提供展示平台。此评选活动旨在树立国内汽车电子产业的创新标杆,同时为车企推荐一批技术领先、质量过硬、可靠性强的汽车电子企业与产品,加快推进汽车产业链、供应链融合发展。  此次获奖的GD55LX02GE系列车规级SPI NOR Flash,以1.8V 2Gb大容量、200MHz超高时钟频率及400MB/s数据吞吐率等核心优势,为汽车智能化发展提供强有力的支撑。该系列产品具有八通道DTR SPI接口,兼容单通道、八通道SPI指令集,支持XIP(Execute-In-Place),以达到高效的代码数据读取。在安全方面,GD55LX02GE系列内置ECC算法与CRC校验功能,从最大程度上保障了产品的可靠性,从而有效延长了使用寿命。同时,GD55LX02GE的各项规格、指标完全符合JEDEC xSPI以及Xccela联盟的标准规范,在兼容现有SPI接口规格与操作方式的基础上,可通过DQS和DLP功能为高速系统设计提供保障。此外,GD55LX02GE支持标准的TFBGA24ball封装,最高温度规格可支持125℃,即便在极端温度环境下,也能充分保障工作稳定性。  在汽车电子领域,车用产品需遵循严格的功能安全标准。作为一款车规级芯片产品,GD55LX02GE系列已成功通过ISO 26262 ASIL D功能安全认证以及AEC-Q100认证,这标志着该系列产品在功能安全方面已达到国际先进水平,能够满足智能网联、智能座舱、自动驾驶等对性能有严格要求的汽车应用,为全球汽车电子市场提供优质、可靠的存储选择。  近年来,兆易创新持续加大对车用市场的研发投入,在存储和微控制器领域,形成了覆盖多元场景需求的产品矩阵,并获得了合作伙伴和主流车厂的广泛认可。展望未来,兆易创新将持续提升产品的性能、安全性与可靠性,以应对智能化、电动化趋势下汽车电子架构的复杂需求。公司还将进一步深化与全球产业链的协同创新,推动车规级芯片的生态共建,为全球汽车产业的高质量发展贡献力量。
2025-05-21 13:25 reading:333
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