電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）在儲能設(shè)備愈發(fā)復(fù)雜的今天，需要有一套控制系統(tǒng)，來負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、管理用戶界面、控制電源輸出和通信等功能。而MCU則扮演著這個角色，保障儲能系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定和安全運行。這對于延長電池壽命、提升用戶體驗以及實現(xiàn)能源的高效利用都是非常重要的。并且隨著儲能鋰電池的需求放量，MCU作為BMS系統(tǒng)的組成部分，有望實現(xiàn)規(guī)模增長。

MCU，即微控制單元，作為系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)控制儲能系統(tǒng)中各個組件的協(xié)調(diào)工作，這包括控制電池充放電過程、監(jiān)測電池狀態(tài)（如電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)SOH），以及執(zhí)行各種保護策略，以防止過充、過放、短路等情況發(fā)生，從而確保電池組的安全和延長使用壽命。

同時，MCU收集來自傳感器的數(shù)據(jù)，并對其進行處理和分析，以便做出實時控制決策。此外，它還可能通過有線或無線通信接口（如CAN總線、藍(lán)牙、Wi-Fi等）與其他設(shè)備或云平臺進行通信，上傳系統(tǒng)狀態(tài)信息或接收遠(yuǎn)程控制指令。

在某些高級應(yīng)用中，MCU可以通過優(yōu)化充放電策略來提升能源使用效率，例如根據(jù)電價波動、電網(wǎng)需求響應(yīng)或可再生能源的可用性調(diào)整儲能系統(tǒng)的操作模式。

特別是在高端的儲能解決方案中，如NXP的部分MCU，它們集成了功能安全庫，支持工業(yè)和家用功能安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61508和IEC 60730），確保系統(tǒng)的可靠性和安全性符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。

對于帶有顯示屏或指示燈的儲能設(shè)備，MCU還負(fù)責(zé)管理用戶交互界面，顯示系統(tǒng)狀態(tài)、報警信息或允許用戶通過按鍵等輸入方式設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。

相比應(yīng)用在其他智能產(chǎn)品（如消費電子產(chǎn)品、智能家居設(shè)備等）的MCU相比，儲能中的MCU會有更高的安全標(biāo)準(zhǔn)以及更強的計算能力和多任務(wù)處理能力。并且儲能MCU基本屬于工業(yè)級產(chǎn)品，在工作溫度上，會要求達(dá)到-40°C至+85°C。

同時，儲能的MCU還需要有長期運行的穩(wěn)定性與耐用性以及特定的通信接口和協(xié)議，因為儲能系統(tǒng)可能需要與電網(wǎng)、監(jiān)控系統(tǒng)或其他能源管理系統(tǒng)通信，因此MCU可能需要集成特定的通信接口（如RS-485、Ethernet、CAN總線）和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議（如Modbus、IEC 61850）。

儲能MCU的發(fā)展趨勢

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，MCU在計算能力、集成度和能效方面將不斷提升。這意味著未來的MCU能夠更高效地處理電池管理系統(tǒng)（BMS）中的大量數(shù)據(jù)，提供更準(zhǔn)確的電池監(jiān)控與保護。

同時MCU正變得越來越集成化，集成了更多的功能，如高精度模擬前端(AFE)、高級電源管理單元(PMU)、多通道通信接口和安全模塊等，以簡化系統(tǒng)設(shè)計、降低成本并提高整體效率。考慮到儲能系統(tǒng)通常需要長時間運行，低功耗MCU設(shè)計成為發(fā)展趨勢，以延長電池壽命和減少能量消耗。

鑒于儲能系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，MCU將集成更多硬件級別的安全功能，如加密加速器、安全啟動、內(nèi)存保護單元等，以滿足日益嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全和個人隱私保護要求。也為了實現(xiàn)更智能的能源管理和預(yù)測分析，儲能MCU可能會集成機器學(xué)習(xí)加速器或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，使系統(tǒng)能現(xiàn)場處理數(shù)據(jù)，即時作出決策，如預(yù)測電池健康狀態(tài)、優(yōu)化充放電策略等。

隨著儲能市場的發(fā)展，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將更加統(tǒng)一，MCU將遵循更多通用的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)接口，促進不同廠商設(shè)備間的互操作性和兼容性。考慮儲能系統(tǒng)的長期投資回報，MCU將強調(diào)長生命周期設(shè)計，同時在材料選擇和生產(chǎn)過程中注重環(huán)保，符合循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的要求。

此外，一個趨勢是，目前看到越來越多的儲能MCU開始采用RISC-V架構(gòu)，尤其是國產(chǎn)RISC-V 。RISC-V MCU因其高性能、高可靠性及豐富的外設(shè)資源，非常適合應(yīng)用于工業(yè)控制和相關(guān)領(lǐng)域。

例如愛普特APT32F103系列，支持多種外設(shè)接口（如DMA、硬件CRC、增強型定時器、12位高精度ADC等），適用于工業(yè)控制等領(lǐng)域，理論上也適用于儲能系統(tǒng)中的控制與管理。還有如沁恒微電子CH32V208、先楫半導(dǎo)體HPM6700/6400和6300系列、東軟載波ES32VF2264系列等。

這些MCU因其特性，如高性能、低功耗、豐富的通信接口和高可靠性設(shè)計，理論上都非常適合于儲能產(chǎn)品的控制系統(tǒng)，能夠處理復(fù)雜的電池管理、能量轉(zhuǎn)換與分配、監(jiān)控和通訊任務(wù)。

小結(jié)

MCU在儲能設(shè)備中不僅是核心處理器，還是確保系統(tǒng)高效、安全、智能運行的關(guān)鍵組件。隨著技術(shù)的發(fā)展，MCU的性能不斷提升，使得儲能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的功能和更高的自動化水平。