通過BMS能夠更加有效地控制和管理電動汽車電池，讓每一個電池工作在可運行的區間範圍內，避免電池的過充過放和熱失控問題發生。
測量電池電壓非常複雜。電動汽車的電池系統一般由成百上千的電芯組成，需要用專用的模擬前端晶片（Analog Front End）精確監測每一個電芯的電壓和溫度，以實現整個電池系統的高性能、長壽命以及安全運行。這要求AFE必須具有高精度的測量能力（包括電壓、電流以及溫度）和良好的均衡能力，讓BMS系統精確計算SOC/SOH以及配合使用合理的均衡策略，在安全的前提下，最大限度存儲或使用電池包的能量，最大限度提高續航里程。
為滿足所有這些苛刻的設計要求，ST推出一款先進的電池管理系統解決方案。該方案主要包括支持ASIL D系統開發的PowerPC架構MCU， SBC（System Basis Chips，系統基礎晶片）L9396，多路高低邊驅動，以及ST最新一代的專用模擬前端晶片L9963。
MCU作為整個系統的大腦，主要負責整個系統策略和算法的執行；SBC主要給MCU以及板內各個模塊供電以及實現安全監控的功能；多路高低邊晶片主要實現高壓接觸器的控制，比如主正、主負、預充等等。
靈魂角色L9963靈魂角色L9963是用於高可靠性汽車應用和儲能系統的鋰離子電池監視和保護晶片，最多可以監視14個堆疊的電池，以滿足48 V和更高電壓系統的要求。
L9963對每個電池電壓以及晶片上庫侖計數的電流都可以進行高精度測量，最多可以監視7個NTC。信息通過SPI通信或隔離接口傳輸。
多個L9963可以以菊花鏈形式連接，並通過變壓器隔離的接口與一個主機處理器通信，具有高速、低EMI、遠距離和可靠的數據傳輸的特點。
在正常和低功耗模式下，L9963可以提供定時均衡的功能，可以支持休眠下的均衡。L9963還集成了九個GPIO，用於外部監視和控制。L9963具有一套全面的故障檢測和通知功能，可以滿足安全標準的要求。
▲ BMS應用框圖
▲ L9963 應用框圖
L9963主要功能：
-
集成了多路獨立16位Σ-Δ ADC，支持4到14串Cell電壓0us同步採樣，採樣誤差±2.0mV@[1.7-4.7]V, [-40-105]℃；
-
集成1路18位Σ-Δ ADC，支持高精度的電流採樣及庫侖計；
-
支持2.66M信號無衰減的隔離通信；支持板上電容隔離降低系統成本以及板外變壓器隔離提高抗干擾能力；最大可以支持31片晶片級聯，每個晶片有5bit的ID配置寄存器；
-
支持200mA的內部被動均衡和外部被動均衡；支持14路通道同時開啟；支持休眠模式下均衡；支持Cell電壓採樣時自動停止均衡，採樣結束後自動開啟均衡的功能以提高均衡效率、消除均衡對電壓採樣的影響以及減少軟體複雜度；
-
支持7路溫度採樣；
-
支持單向和雙向菊花鏈，提高系統的可靠性以及解決不同模組之間電流不均衡的問題；
▲ L9963支持雙向菊花鏈
-
Cell採樣通道可以耐-6V的差分電壓，解決了模組間跨接導致Busbar的負壓的問題；
-
支持冗餘的電壓採樣以實現limp home的功能；
-
支持功能安全ASIL D等級，支持熱插拔，不需要在每個Cell通道上增加Zener管。
長按二維碼關注，了解更多智能駕駛
▲ 長按關注意法半導體Automotive
評論