‌STMicroelectronics AEK-POW-BMS63EN 汽车BMS评估板技术解析与应用指南

STMicroelectronics AEK-POW-BMS63EN汽车电池管理系统 (BMS) 评估板基于L9963E收发器，设计用于混合动力和全电动汽车。 此评估板可处理1至31个锂离子电池节点。每个节点管理4至14个电池单元，电压范围为48V至800V。AEK-POW-BMS63EN评估板提供一个精细的监控网络，用于检测每个电池单元的电流、电压和温度。该检测功能有助于了解每个电池单元的充电状态（SOC），从而了解所有电池组的SOC。节点。每个节点管理4至14个电池单元，电压范围为48V至800V。AEK-POW-BMS63EN评估板用于电动出行、家用电池蓄能器和电池管理系统 (BMS)。

数据手册：*附件：STMicroelectronics AEK-POW-BMS63EN汽车BMS评估板数据手册.pdf

AEK-POW-BMS63EN评估板在集中式和双接入环形菊花链拓扑结构中工作。在集中式菊花链配置中，一系列BMS通过连接AEK-POW-BMS63EN隔离式ISOLport的单一收发器连接到微控制器单元（MCU）板。双环接入配置是通过增加另一个收发器实现，使之成为双向通信。副环用作主环出现故障时的备份。AEK-POW-BMS63EN评估板的尺寸为100mm x 76mm，包含在AutoDevKit生态系统中。

特性

• 对每个电池单元和整个电池节点进行电压监测
• 每个电池单元的电压、电流和温度检测
• 5个GPIO，作为NTC连接温度传感器
• L9963E上设有NTC，用于检测芯片温度
• 属于AutoDevKit生态系统
• 尺寸：100 mm x 76 mm

框图

‌STMicroelectronics AEK-POW-BMS63EN 汽车BMS评估板技术解析与应用指南‌

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‌一、核心芯片与产品定位‌

‌1. 硬件基础‌

• ‌主控芯片‌：L9963E（AEC-Q100车规级认证）
• ‌板卡型号‌：AEK-POW-BMS63EN
• ‌应用领域‌：电动汽车（HE/BE）、电动交通、工业储能系统

‌2. 核心功能‌

• ‌电池节点管理‌：支持‌4~14节电芯‌的单节点监控，堆叠后总电压覆盖 ‌48V~800V‌
• ‌拓扑扩展性‌：通过菊花链（Daisy Chain）连接最多 ‌31个BMS节点‌，兼容‌集中式‌与‌双访问环‌两种架构
• ‌集成化感知‌：电压/电流/温度三重监测、5路GPIO连接NTC温度传感器、芯片内置NTC

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‌二、关键参数与性能指标‌

‌1. 电气特性‌

‌功能模块‌	‌参数描述‌
电压监测精度	支持每节电芯独立电压监控，全节点总压测量
被动均衡能力	通过L9963E内部MOSFET或外部分立器件实现电芯放电均衡
通信接口	ISO SPI隔离通信（通过AEK-COM-ISOSPI1转换器），差分信号提升抗噪性

‌2. 系统架构特性‌

• ‌集中式菊花链‌：单MCU通过ISOL端口连接所有BMS节点，减少布线数量（4线→2线）
• ‌双访问环‌：冗余通信路径，主环故障时自动切换至备份环，数据双向传输
• ‌热管理‌：板载NTC监测芯片温度，结合散热设计保障高温工况稳定性

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‌三、BMS核心算法与软件实现‌

‌1. 状态估算算法‌

• ‌ SOC（State of Charge） ‌：基于电压、电流、温度传感数据，通过查表法或特征曲线动态计算剩余容量
• ‌ SOH（State of Health） ‌：通过SOC历史数据偏差分析电池老化趋势，预警过充/过放风险

‌2. 被动均衡策略‌

• ‌手动模式‌：由控制器直接驱动MOSFET开关
• ‌静默模式‌：预设均衡时长，低功耗模式下持续运行，避免额外电量消耗

‌3. 软件生态支持‌

• ‌AutoDevKit开发套件‌：提供集中式与双访问环的参考示例，支持SPC58系列ASIL-B/D级MCU（如AEK-MCU-C4MLIT1）

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‌四、硬件设计要点‌

‌1. 传感器网络布局‌

• 电芯电压采样线需就近接入滤波电容（如原理图中C1-C14）
• NTC信号链配置RC滤波网络（如R15/C22等），抑制高频干扰

‌2. 通信隔离设计‌

• 采用磁耦隔离器（如T1、T2）实现ISO SPI信号传输，耐压等级需匹配电池堆栈电压

‌3. 热保护机制‌

• 功率电阻（如R18/R25等）布局需考虑散热路径，避免局部过热
• 外部MOSFET（如Q1、Q2）需根据平衡电流选型，并配置栅极驱动电阻（如RG）

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‌五、应用场景与选型建议‌

‌1. 典型应用拓扑‌

• ‌乘用车BMS‌：多节点菊花链配合ASIL-D级MCU，满足功能安全要求
• ‌工业储能系统‌：双访问环架构提升通信可靠性，兼容高节数电池包

‌2. 设计注意事项‌

• ‌EMC合规性‌：差分通信线需等长布线，避免跨分割
• ‌固件开发‌：需严格遵循L9963E时序图配置采样周期与均衡触发条件