STMicroelectronics AEK-POW-BMSLV电池管理系统评估板利用汽车级元件连接电池组，监控每个电池的充电状态(SoC)和健康状况(SOH)。AEK-POW-BMSLV通过无源放电管理电池电量平衡，实施已预装在板载SPC58EC80E5微控制器上的软件。

数据手册；*附件：STMicroelectronics AEK-POW-BMSLV电池管理系统板数据手册.pdf

STMicro AEK-POW-BMSLV专门设计用于管理电压范围低于60V的低电压应用的电池管理系统，例如摩托车辅助电源和电动自行车。多功能CAN2.0A/B协议支持集成到多个系统中，实现高效的元件通信。

AEK-POW-BMSLV具有两个CAN端口，可实现灵活的网络连接，另外四个高侧通道输出优化了配电。BMS适用于各种电池配置，支持4至14节串行连接的电池。

特性

• 用于外部通信的SPI
• 可配置窗口看门狗
• 系统唤醒特性和点火唤醒
• 故障收集控制单元 (FCCU) 用于收集micro产生的最终问题，根据实施的逻辑执行一些操作，例如系统关断
• 从SPSB100到微控制器的故障安全诊断
• 对每节电池和整个电池节点进行电压和电流监控
• 8个GPIO将温度传感器连接为NTC，其中4个GPIO连接到微控制器，另4个连接到L9963E
• 通过100kΩ外部电阻器执行无源平衡
• 尺寸：145mm x 65mm
• 属于汽车开发套件生态系统

布局

功能框图

基于ST AEK-POW-BMSLV评估板的电池管理系统技术解析

一、产品架构与核心器件

STMicroelectronics推出的AEK-POW-BMSLV评估板是专为低压应用设计的电池管理系统(BMS)完整解决方案，其核心架构包含：

1. ‌主控单元‌
   • SPC58EC80E5QMC1X：32位Power Architecture微控制器，负责SOC(荷电状态)和SOH(健康状态)计算
   • 工作频率达180MHz，集成CAN FD和FlexRay接口
2. ‌电池监测芯片‌
   • L9963E：AEC-Q100认证的多节电池监测IC
   • 支持4-14节串联电池监测，集成被动均衡功能(通过100kΩ外部电阻实现)
3. ‌隔离通信‌
   • L9963T：SPI转隔离SPI双向收发器
   • 采用ISOSPI协议实现差分通信，增强噪声抗扰度

二、关键技术特性

2.1 电池状态监测

系统通过以下方式实现精确监测：

• ‌电压监测‌：每个电芯独立测量(精度±5mV)
• ‌温度监测‌：8个GPIO连接NTC温度传感器
• ‌电流检测‌：集成库仑计数功能
• ‌算法实现‌：采用扩展卡尔曼滤波算法进行SOC估算

2.2 安全保护机制

• ‌电压保护‌：过压(OV)/欠压(UV)保护
• ‌温度保护‌：过热关断功能
• ‌接触器控制‌：通过VNQ7050AJ四通道高边驱动器实现快速断开
• ‌故障收集‌：专用FCCU(故障收集控制单元)实现系统级保护

2.3 通信接口

• 双CAN接口(2.0A/B协议)
• 隔离SPI通信通道
• 通过SPSB100 PMIC集成的CAN FD增强外部通信

三、典型应用场景

3.1 电动两轮车BMS设计

该评估板特别适合48V以下系统：

• 支持14串锂电池组管理
• 被动均衡电流约50mA(通过100kΩ电阻)
• 集成接触器驱动电路

3.2 汽车低压辅助系统

• 符合AEC-Q100标准
• 工作温度范围-40℃至125℃
• 支持31个设备的菊花链拓扑

四、硬件设计要点

1. ‌电源管理设计‌
   • SPSB100 PMIC提供：
     • 3.3V/3A(BUCK1)
     • 5V/3A(BUCK2)
     • 1V/6A(BUCK3)输出
   • 集成窗口看门狗和唤醒功能
2. ‌PCB布局建议‌
   • 145x65mm紧凑尺寸
   • 关键信号走线建议：
     • ISOSPI差分对长度匹配
     • 模拟地(AGND)与数字地分离
3. ‌散热设计‌
   • 主要发热元件：
     • VNQ7050AJ(导通电阻35mΩ)
     • SPC58 MCU(需考虑计算负载)

五、软件开发支持

1. ‌AutoDevKit生态系统‌
   • 提供预装算法演示：
     • 14节电池SOC估算
     • 串口输出(115200bps)监测数据
2. ‌关键寄存器配置‌
   • L9963E工作模式设置：
     • 周期性测量间隔配置
     • 被动均衡使能控制
3. ‌诊断功能‌
   • 通过CAN接口输出：
     • 单体内阻变化趋势
     • SOH衰减预警

六、设计验证建议

1. ‌基础测试项目‌
   • 电芯电压测量精度验证
   • 均衡功能有效性测试
   • CAN通信压力测试
2. ‌可靠性测试‌
   • ISO 7637-2汽车电子脉冲测试
   • 高温老化试验(SOH算法验证)