STMicroelectronics AEK-POW-BMSWTX BMS評(píng)估板具有嵌入式收發(fā)器，支持隔離連接到外部MCU，同時(shí)管理4至14節(jié)電池。該板采用L9963E鋰離子電池監(jiān)控和保護(hù)芯片（用于高可靠性汽車(chē)應(yīng)用）和L9963T通用SPI轉(zhuǎn)隔離式SPI雙向收發(fā)器。L9963E通過(guò)堆棧電壓、電池電壓、溫度測(cè)量和庫(kù)侖計(jì)數(shù)監(jiān)控電池和電池節(jié)點(diǎn)狀態(tài)?？?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程周期間隔可根據(jù)需要或定期執(zhí)行測(cè)量和診斷任務(wù)?？捎糜谕獠?a target="_blank">微控制器進(jìn)行電荷平衡以及計(jì)算充電狀態(tài) (SoC) 和健康狀況 (SOH) 的測(cè)量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics AEK-POW-BMSWTX BMS評(píng)估板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

L9963T通用SPI轉(zhuǎn)隔離式SPI雙向收發(fā)器將從傳統(tǒng)的基于4線(xiàn)的SPI接口輸入的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫p線(xiàn)隔離接口（反之亦然）。該收發(fā)器配置為從器件。

STMicro AEK-POW-BMSWTX提供一個(gè)強(qiáng)大的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，用于檢測(cè)每節(jié)電池的電壓?？梢詸z測(cè)整個(gè)電池組的電流。通過(guò)這種檢測(cè)，可以詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)電池組的SOC，從而詳細(xì)表示所有電池組的充電狀態(tài)。該SOC有助于評(píng)估剩余電池容量，這相當(dāng)于剩余的驅(qū)動(dòng)范圍。

特性

• 對(duì)每節(jié)電池和整個(gè)電池節(jié)點(diǎn)的電壓監(jiān)控
• 整個(gè)電池節(jié)點(diǎn)的電流檢測(cè)
• 5個(gè)GPIO，用于連接溫度傳感器作為NTC
• CN1連接器，支持通過(guò)SPI與MCU板建立通信
• CN2連接器，可直接連接MCU板，實(shí)現(xiàn)控制和診斷功能
• 無(wú)源平衡
• 緊湊尺寸: 100mm x 76mm

框圖

布局

ST AEK-POW-BMSWTX評(píng)估板技術(shù)解析：基于L9963E/T的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)?

一、核心器件與系統(tǒng)架構(gòu)

STMicroelectronics推出的AEK-POW-BMSWTX評(píng)估板，是一款面向4-14節(jié)電池組的BMS解決方案，其核心由兩大關(guān)鍵芯片構(gòu)成：

1. ?L9963E?：AEC-Q100認(rèn)證的多節(jié)電池監(jiān)測(cè)與平衡IC，支持：
   • 單電池電壓監(jiān)測(cè)（精度±2mV）
   • 電池組總電流檢測(cè)（集成庫(kù)侖計(jì)數(shù)）
   • 5路GPIO連接NTC溫度傳感器
   • 被動(dòng)平衡功能（支持內(nèi)部MOSFET或外部分壓電阻）
2. ?L9963T?：SPI轉(zhuǎn)隔離SPI雙向收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)MCU與BMS間的電氣隔離通信，關(guān)鍵參數(shù)：
   • 支持菊花鏈拓?fù)洌ㄗ疃?1級(jí)聯(lián)設(shè)備）
   • 2線(xiàn)隔離接口（ISOLp/m）與4線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)SPI接口轉(zhuǎn)換
   • 從機(jī)模式配置

評(píng)估板采用緊湊型設(shè)計(jì)（100mm×76mm），通過(guò)CN1（SPI）和CN2（診斷接口）與MCU連接，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括電動(dòng)汽車(chē)、家用儲(chǔ)能系統(tǒng)等。

二、關(guān)鍵技術(shù)特性解析

1. 高精度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

• ?電壓檢測(cè)?：每節(jié)電池獨(dú)立采樣通道，通過(guò)L9963E內(nèi)部16位ADC實(shí)現(xiàn)±0.1%精度的電壓測(cè)量
• ?溫度檢測(cè)?：5路NTC接口支持-40°C至125°C范圍監(jiān)控
• ?電流檢測(cè)?：外部分流電阻+差分放大器架構(gòu)，配合L9963E的庫(kù)侖計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)SOC估算

2. 安全與平衡機(jī)制

• ?被動(dòng)平衡?：通過(guò)內(nèi)部MOSFET（最大100mA）或外部MOSFET（如板載STD105N10F7AG）實(shí)現(xiàn)電荷均衡
• ?故障保護(hù)?：集成過(guò)壓/欠壓/過(guò)溫檢測(cè)，F(xiàn)AULT_H/L信號(hào)觸發(fā)硬件保護(hù)
• ?熱管理?：采用MPZ2012S102ATD25磁珠抑制高頻噪聲，板載熱阻優(yōu)化布局

3. 隔離通信系統(tǒng)

• L9963T實(shí)現(xiàn)SPI信號(hào)隔離傳輸，關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
  • 隔離頻率通過(guò)ISOFREQ引腳配置（支持1-20MHz）
  • TXEN/CPHA控制信號(hào)相位
  • 需注意ISOLp/m走線(xiàn)等長(zhǎng)設(shè)計(jì)（見(jiàn)手冊(cè)圖3布局示例）

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)建議

1. ?SOC/SOH算法實(shí)現(xiàn)?：
   • 基于A(yíng)utoDevKit提供的參考算法，需預(yù)存電池特性曲線(xiàn)（如與About合作的數(shù)據(jù)模型）
   • 平衡策略建議：當(dāng)SOC差異>5%時(shí)啟動(dòng)"靜默平衡"模式（低功耗持續(xù)放電）
2. ?EMC設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：
   • 電源濾波：每節(jié)電池并聯(lián)47nF MLCC（如C14-C19）
   • 信號(hào)完整性：SPI線(xiàn)路串聯(lián)100Ω電阻（如R69-R76）
   • 接地策略：區(qū)分GND_BMS（電池地）與GND_EXT（MCU地）
3. ?擴(kuò)展接口應(yīng)用?：
   • CN3接口可連接AEK-COMISOSPI1隔離SPI適配器
   • 推薦配套MCU：SPC58 Chorus系列（如AEK-MCU-C4MLIT1）

四、設(shè)計(jì)驗(yàn)證與調(diào)試

1. ?關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)?：
   • TP1（NPNDRV）：MOSFET驅(qū)動(dòng)信號(hào)觀(guān)測(cè)點(diǎn)
   • TP8（FAULT）：硬件保護(hù)觸發(fā)狀態(tài)指示
   • VTREF（Pin 64）：2.5V基準(zhǔn)電壓測(cè)試
2. ?典型問(wèn)題排查?：
   • 通信失?。簷z查L(zhǎng)9963T的VIO電壓（需與MCU電平匹配）
   • 平衡失效：確認(rèn)DIS引腳未使能（R88需正確配置）
   • 測(cè)量偏差：校準(zhǔn)VTREF外圍電阻（R5=2.7kΩ±1%）