基于兆易创新新一代MCU的工商业储能BMS方案

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

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

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

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

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。