基于gd代理商GD32锂电池智能BMS终端OTA智能化解决方案,助推共享换电,基于GD32E230的锂电池智能BMS解决方案。
有资料显示,中国目前已有3亿辆二轮三轮电动车,2019年中国电动两轮车产量3609万辆,销量为3464万辆,其中700万外卖人员和310万快递员是电动车的重度使用者。到2019年4月15日,锂电两轮车的销售量已达680万辆,锂电池在我国两轮电动汽车中的渗透率达到18.8%,预计2023年锂电两轮车的渗透率将达到53%。锂电池替代铅酸电池已成为两轮车业发展的必然趋势,尤其是共享电动汽车和锂电池换电服务的大量出现,进一步推动了对智能锂电池的需求。
电池组(BatteryManagementSystem,BMS)是电动汽车锂电池的管理系统。因为锂电池生产过程中不易掌握其质量,加上运行环境、老化、过充、过放等因素,使得电池的效率、寿命变差,严重时会引起火灾燃烧等安全问题。近几年来,城市两轮电动汽车充电着火事件频繁,对电池寿命和电池安全性的需求不断增加,电池管理系统BMS越来越受到重视,市场也将持续增加,预计2025年BMS国内市场规模将突破500亿。
同类型电动汽车或者换电池组智能锂电池,对锂电池的BMS有特殊的要求,BMS必须具有通信功能,SOC计算必须准确。为了使平台或骑手能够知道可利用的电量,并做出相应的操作,这与先前铅酸电池或低端锂电池简单依赖电压估算的模式完全不同,这些都给BMS的产品研发和成本带来了很大的挑战,要想使锂电池BMS发挥更大的作用,同时降低成本。通过强强合作,兆易创新与智能创新性地解决了这一问题,以gd代理商GD32E230MCU芯片为基础,推出了低成本、高性能的BMS解决方案,推动行业变革与发展。
BMS方案概览
以GD32E230MCU芯片为基础,智能开发的BMS解决方案主要适用于16串锂电芯的管理,为锂电池组提供过充。具有过放、过流、过温、欠温和短路保护功能,并能在充电过程中提供电压平衡功能;通过RS485通讯,与PC上位机相连。对机柜等数据的通讯,可通过上位机软件对设备进行控制、校验和监测。
该方案配备了4G/5G无线通信模块,可以将电池包的监控信息上传到后台监控。高精度GPS(兼容GPS、北斗)定位,实现远距离无线OTA升级。
通过基于芯片的底层开发,采用创新设计,该方案大大提高了产品集成度,比市场同类产品减少30%以上;大大减少了板面的面积,使PCB尺寸更有灵活性,以适应锂电池PACK安装尺寸的要求。
BMS方案元素简介:
1.本方案中gd代理商GD32E230MCU的职能。
-符合IPMIV2.0规范。
-符合VITA46.11规范。
-对HPM.1的固件升级提供支持。
-为FRU和SDR提供编辑软件。
-输入电压、电流、温度等仿真。
-测温与有效负载通讯。
-热插拔开关输入,LED输出及负载有效功率控制输出。
2.GD32E230系列MCU主要规格。
-Cortex-M23@72MHz。
-Flash:16KB~64KB。
-SRAM:4KB/8KB。
-各种通信:I2Cx2、SPIx2、UARTx2。
-12bitsADCx1@2.6Msps的高速高精度ADC,16通道。
-先进的计时器x1,可以生成6路死区可调的互补PWM输出。
-普通计时器x5。
-gFlash专利的加密技术。
-封装类型丰富:LGA20/TSSOP20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48。
-电源电压:1.8V~3.6V。
-工作温度为-40℃-+85℃,为工业级。
-行业等级ESD和EMC水平。
BMS方案特征
-操作温度:-40℃~+85℃;
-支持大16串核心;
-承受过压、欠压、过流、过温、低温、短路等保护;
-支持正确的SOC测量;
-支持平衡;
-支持485通讯;
-支持4G通信模块扩展接口,客户可根据锂电池产品的需求,实现4G通信及GPS定位功能;
-测温:测温2路,测温1路;
该方案集成度高,成本低,有很强的成本竞争力。这个方案使用了业界小的Layout面积,可适用于任何具有挑战性的锂电池PACK设计。与此同时,兼容4G物联网接口设计,可以轻松升级到物联网BMS。为客户提供全套的设计方案、配置工具及生产工具,确保产品快速投产,极大地降低产品的研发投入。
GD32MCU联合推出了兆易创新OTA解决方案,帮助终端的智能化升级。
OTA已成为手机系统及智能家居设备升级不可或缺的功能,通过OTA升级,可及时修复系统漏洞,解放设备潜力,推出更多更新的产品功能。但是,在分布式控制、物联网、汽车整车等领域,软件升级或系统升级都是一个很复杂的问题。设计和实现OTA也给资源相对有限的系统带来了许多不同的挑战。
gd代理商GD32MCU是中国32位通用MCU领域的主流产品,具有高性能、低功耗、易用等特点,广泛用于5G通信,工控、汽车、新能源、消费电子、物联网等多个行业,并为客户提供全方位服务,产品市占率稳居国内外前列。为使物联网和汽车用户简化OTA流程,减少OTA程序的开发难度,并能稳定、可靠地实现多台单片机的OTA同步升级,兆易创新携手推出OTA解决方案。
公司以更加稳定、安全、简便为核心的OTA方案供应商,致力于为汽车和物联网领域的合作伙伴提供专业的固件升级(FOTA)/应用升级(SOTA)升级,DOTA智能云诊断解决方案,应用软件管理与定制服务,感知行业发展趋势,引领行业发展趋势,帮助客户的产品与时俱进,
智联未来。
【OTA解决方案系统】
OTA解决方案系统为云管端集成提供了一套完整的解决方案。OTA在设备和云服务方面都有着成熟的解决方案和丰富的平台适配经验。云管理平台,满足客户对用户的管理.版本管理.多策略配置.数据统计分析.差分算法等升级能力的管理。装置端通过集成SDK,使设备能够连接到网络。新版本检测、升级包下载、安全检查、微分恢复、写升级能力。实现对整个OTA业务的运营与监管,并完善安全系统和灾难准备系统。
OTA解决方案有以下优点:
1、主流平台的适配经验。
OTA公司经过多年的技术沉淀和经验积累,已累计服务1000多家物联网终端用户,全面适配主流平台400余款。包含各种主流操作系统,如freertos/RTThread/zepher/linux/android/QNX;支持无操作系统和无Bootloader框架;
2、差分升级
专利差分法技术,通过不断的算法迭代,使升级包更小,消耗更少的流量,升级效率更高,有效地节约流量和占用内存、存储资源。
3、涵盖全球业务。
全球云服务器架构,拥有超过一亿次全球设备支持经验,支持百万用户并发下载,欧盟地区符合GDPR法规。
4、该系统保证了云管端的安全。
全面的安全保障体系,使终端更加稳定.更加可靠.更高效的升级服务,支持断点续传.断电保护.智能恢复,可追溯安全机制,保护每次升级免遭恶意篡改。
5、SmartOTA计划。
联网设备只需要从网络上下载一次数据包,就能在局域网上完成多个甚至是大容量设备的OTA软件更新,比CDN分发的数据包更新速度提高了几个量级,有效地节省了带宽和下载时间。
OTA解决方案系统
从行业和产品应用的特点出发,针对gd代理商GD32MCU推出了两套基于差异升级的OTA方案。
【gd代理商GD32MCU芯片级差分升级方案】
将MCU与各种通信模块结合起来,构成了一种基于MCU的物联网硬件方案,在物联网中占有很高的份额,广泛分布于智能家居.共享装置.智能仪表.泛工业等。使用者升级主要针对MCU进行应用控制,而通信模块则多为传输信道。对于MCU的OTA升级,目前有两种芯片级差分升级方案:
-采用SDK的方式向客户交付差分升级能力UA(UpgradeAgent),以便进行二次开发;
-在Bootloader中集成差分升级功能,以推出标准的升级产品UB(UpgradeBootloader)。
芯片级别的升级计划
【gd代理商GD32MCU整型机级差分升级方案】
由于OTA深入细分行业,当面对升级所需内存和Flash资源不足时,发现客户在MCU上升级主控制应用时,通常将Flash外挂或替换较大的MCU来解决,这就导致了研发.材料以及管理成本的增加。但是对于整个设备来说,通信模块无论从其本身的硬件资源还是所支持的差分升级能力都要优于MCU端,特别是某些低功耗MCU方面。这样就能利用模块端出色的升级能力和相对富余的硬件资源,通过软件方式优化资源使用,完成MCU端主控应用系统的升级。
整个机级差分方案
【差分升级的优势】
差异升级又称增量升级或补丁升级,需要算法和工具的支持,与传统的整包升级方式相比,有资源需求低、升级功耗低、升级时间短、下载流量少等诸多优点,越来越多的成为物联网升级的优选方案。较小的不良分包意味着为客户节省更多的成本,并提高升级效率。这使得差分算法的性能变得至关重要。每一次算法升级,都是效率革命。第四代算法已经推出,随着差分算法的迭代升级,差分包越来越小,升级性能也越来越好。
【关于GD32MCU】
兆易创新GD32MCU是中国高性能通用微处理器、Arm®MCU家族、中国首家推出的Arm®Cortex®-M3.Cortex®-M4.Cortex®-M23.Cortex®-M33内核和RISC-V内核通用MCU产品系列,现已成为中国32位通用MCU市场的主流产品。和累计出货量接近5亿件,客户数量超过2万件,28个系列370多款产品的选择范围广,应用覆盖面稳居中国本土一位。