助力共享換電，基于GD32E230的智能鋰電池BMS解決方案

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2022-03-18 02:43:22 12

據數據統計，中國市場擁有3億輛兩輪三輪電動車，2019年我國電動兩輪車產量為3609萬輛，銷量為3464萬輛，其中700萬外賣人員和310萬快遞人員是電動車的重度使用者。隨著2019年4月15日新國標正式實施，我國鋰電兩輪車銷量達到680萬輛，鋰電池在我國兩輪電動車滲透率達到18.8%，預計2023年鋰電兩輪車滲透率將達到53%。在兩輪車行業中，鋰電池替換鉛酸電池的已經成為必然趨勢，特別是市場上大量出現共享電動車和鋰電池換電服務，進一步推動了對智能鋰電池的大量需求。

電池管理系統

Battery Management System

BMS是針對電動車鋰電池的管理系統。由于鋰電池在大量生產時，難以掌握其品質，加之操作環境、老化、過充、過放等因素，電池效率、壽命變差，嚴重時可能導致起火燃燒等安全問題。近年來，城市兩輪電動車充電起火事件頻發，人們對電池續航能力以及電池安全性的需求持續增長，電池管理系統BMS日益受到重視，市場也將持續增量，預計2025年BMS國內市場將超過500億規模。

數據來源：公開資料整理

共享電動車或換電用智能鋰電池，對鋰電池BMS有著特殊要求，BMS必須具備通訊功能，必須對鋰電池的SOC進行精確計算，才能讓平臺或騎手了解可用電量，并作出相應的操作，這是大大有別于以前鉛酸電池或者低端鋰電池單純依靠電壓來估算電量的模式，這對BMS的產品研發和成本提出了巨大的挑戰，既要鋰電池BMS具有強大的功能，同時又要降低成本。兆易創新和銳祺智能攜手創新性地解決了這一問題，基于GD32E230 MCU芯片推出了低成本、高性能的BMS解決方案，推動產業變革和發展。

BMS方案概述

? 銳祺智能基于GD32E230 MCU芯片開發的BMS解決方案主要適用于16串鋰電芯管理，可對鋰電池組提供過充、過放、過流、過溫、欠溫及短路保護功能，還可提供充電過程中的電壓均衡功能；可通過 RS485進行通信，與PC上位機、柜控等進行數據通信，可以通過上位機軟件進行設備控制、校準以及數據監控。

? 本解決方案配有 4G無線通訊模塊，可將電池包監控信息上傳監控后臺。可進行高精度的GPS（兼容 GPS 和北斗）定位，可進行遠程無線OTA升級。

? 該方案通過基于芯片的底層開發、創新設計，極大的提升了方案產品的集成度，器件數量比市場上同類產品降低30%以上，Layout布板面積大大縮小，可以更加靈活的設計PCB尺寸，以適應鋰電池PACK安裝尺寸要求。

BMS方案系統框圖

BMS方案技術參數表

項目	常規參數	備注
產品名稱	電池管理系統BMS	以16串磷酸鐵鋰電芯為例
產品型號	RK4640-4824-1.536KWh	_
額定容量	上海24000mAh	0.5C標準充電后0.2C標準放電, 25±2℃環境下
標稱電壓	51.2V	3.2V/CELL
標準充電電壓	57.6V	CC-CV 模式
標準充電電流	10A	Ta= 25±3℃
最大充電電流	13A	充電環境溫度25±3℃
充滿條件	使用57.6V / 10000mA（CC-CV）持續充電至充最高芯電芯3600MV	充電時間:大約2.5個小時
正常工作放電電流	20A	CC-CV 模式
最大放電電流	50A	客戶系統控制器規格限制<40A
放電終止電壓	43.2V	當單顆電芯的電壓降到2.7V時停止放電
靜態功耗	≤ 2mA	_
工作溫度范圍	充電: -5~60℃	_
工作溫度范圍	放電: -20~60℃	_