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如果说BMS是储能系统的“大脑”,那MCU则是BMS的“大脑”,是整个储能系统最核心的元件。

MCU,即微控制单元,在BMS执行电池状态监测、均衡控制、充放电控制、状态预估等管理功能的背后,是MCU通过数据收集、处理分析、系统保护和执行指令发布等,控制各个组件的工作,在源头上保障着储能系统的高效、安全、稳定运行。

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随着新型储能的产业化布局加快,新型储能规模愈加庞大,设备愈加复杂,应用场景更多样化,储能技术快速迭代,对计算的需求也日益升级。为匹配储能系统的更高要求,但受限于传统单核MCU的主频、外设资源、存储能力等,可能会大大加重系统复杂程度和体积,成本和安全性也随之受到挑战。

在此背景下,力高新能车规级BMS产品采用多核异构MCU,大幅提高计算效率,优化能效比,支持更多资源扩展,为储能系统的规模化、经济性应用提供了更加高效、稳定、可靠的运算平台和更加广阔的拓展空间。

01、高主频,强算力,最高支持15核

多核异构指的是在一个芯片上集成多种不同类型的处理器内核,这些处理器内核在架构、功能或性能上存在差异,具备不同的性能特性和功耗要求,而异构设计允许选择不同的处理器来优化和执行特定类型的计算任务。例如,使用一个高效的处理器内核来处理复杂的计算任务,同时使用另一个低功耗内核来执行常规的监控任务。

力高新能车规级BMS总控模块(BAU)搭载的多核异构MCU,采用4核Cortex-A55+2核Cortex-R5处理器。

4个Cortex-A55内核频率最高可达2GHz,2组配置Lock-Step的Cortex-R5内核频率高达800MHz。支持双操作系统,满足实时控制、复杂通讯协议转换及人机交互的要求。

算力高达22.6+3.2KDMIPS,可充分满足BMS的运算需求。双核Lock-Step功能实现核间监控,可充分保障内部数据处理的安全性。

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基于每个内核都可以独立执行指令,因此可以同时执行多个任务,实现并行计算。多核异构MCU根据具体任务需求动态调整内核的使用,实现了负载均衡,缩短了计算时间,提高整个系统的效率。Cortex-A55内核负责数据存储与分析、通信协议处理、状态诊断等,Cortex-R5内核完成实时数据的采集和控制等任务。在充分发挥其各自内核优势的同时,尽可能减少了能量消耗。

在多核异构MCU的选用上,力高新能放眼未来,对总控产品进行兼容性设计,其MCU硬件接口可实现“Pin To Pin”兼容,即可以在改动最小的情况下,为系统匹配多样化MCU设计方案,向上拓展,最高可达15核,更多元的操作系统、更高主频、更强算力,支持更大规模储能系统的应用与落地,为未来轻量级大数据智能算法的现场部署提供强力支撑。

02、车规级工艺,安全可靠,长期成本低

能效、安全、成本,是储能行业普遍关注的问题,也是衡量BMS产品性能优劣的关键指标。

多核异构MCU提高数据处理与通讯速度、优化任务执行、降低能耗、提高系统性能的同时,采用车规级工艺,更安全、更可靠,有效降低长期成本。

多核异构MCU采用车规级工艺,满足车规AEC-Q100 Grade2等级,工作温度更广,可在-40℃到105℃的环境中正常运行,各类设计指标的裕量充足且采用车规要求进行布局和封测,相比常规工业级MCU,更能抵抗恶劣环境影响,安全、可靠,一致性高,故障率更低,适用场景更广。

在竞争加剧、不断变化的新型储能市场中,产品发展趋势关系到企业的未来。力高新能以车规级高标准和高要求,通过强化BMS多核异构MCU性能,减少了储能系统的维护与维修成本,延长了BMS乃至储能系统的生命周期,提高了整个系统经济性,显著降低长期成本。

03、高集成多接口,提高系统上限

在政策推动和市场支持下,储能系统承担了更多任务,对BMS也提出了更高要求。在BMS内部,主控(BPU)需要将信息及时传递给总控(BAU),外部连接大量探测器、传感器以及保护电路等,与PCS、EMS系统间的实时联络同样必不可少。

而储能系统的规模化发展需要BMS链接更多设备,以完成更大范围的电池状态监测、故障诊断、安全保护等功能,因此,MCU的外设资源至关重要。

多核异构MCU为多接口设计,支持2路原生千兆以太网、2路USB3.0高速接口,力高新能产品还支持外接2路PCIE转千兆以太网,相比于行业传统的千兆+百兆以太网配置,大幅提高了信息传输速率。提供4路CANFD、16路UART、12路I2C、8路SP1等接口资源,满足系统各层级连接与外设控制需求。

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(力高新能总控BA62C1模块)

在丰富的外设资源加持下,BMS连接显示屏、温湿度传感器、液冷机组、电池舱除湿空调、消防设备等监测与处理装置,收集数据、处理分析,并实时做出控制决策。与EMS、PCS、主控(BPU)间实现高速数据交互与指令响应,充分兼容源网侧、工商业储能需求。

在此基础之上,多核异构MCU的多接口设计支持根据实际需要灵活拓展资源配置,适应性更强。力高新能BMS产品最高支持15核MCU,充分满足储能系统的各类资源需求。

除提供更加丰富的外设通信接口外,多核异构MCU集成更多功能,如GPU(图形处理单元)、CSI(信道状态信息)等,便于充分利用不同内核特性。高集成度在简化系统设计、降低成本、提高效率等方面更具优势,强化BMS的控制、管理、优化能力。

力高新能车规级BMS搭载多核异构MCU,“更强大脑”为客户开拓更广阔的储能应用场景,推动储能产业规模化发展。

作为专业、领先、国际化的4S融创先锋,力高新能立足产业需求,推动产品升级,专注打造行业顶尖产品,为客户提供高效、安全、可靠的储能系列产品和新能源系统解决方案。

来源:力高新能源

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