AEK-POW-BMS63EN

描述

AEK-POW-BMS63EN是一款电池管理系统 (BMS) 评估板，可以处理从1到31个锂电池节点。每个电池节点可以管理4到14个电池单元，电压范围在48 V到800 V之间。

评估板基于L9963E，旨在用于使用锂电池组的混合动力 (HE) 和全电动 (BE) 汽车中，但也可以扩展到其他交通和工业应用。

L9963E的主要功能是通过堆叠电压测量、电池电压测量、温度测量和Coulomb计数来监控电池和电池节点的状态。测量和诊断任务可以按需执行或定期执行，周期间隔可编程。测量数据可供外部微控制器执行电荷平衡，并计算电池的充电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)。

标准BMS的主要功能是监控和保护电池组。

监控功能与电池电流、电压和温度的测量有关。保护功能可以在欠压、过压和过热的情况下让系统进入安全状态。

AEK-POW-BMS63EN提供了精细的监控网络，用于检测每个电池单元的电压、电流和温度。在检测过程中，监控网络通过计算每个电池单元的SOC，从而获得所有电池组的充电状态。利用SOC可以评估剩余电池电量，即剩余的驾驶距离。

出于维护的原因，我们需要不断监控和估算SOC值。根据我们的SOC计算算法，SOC偏离其额定值（即电池出厂时的值）越多，则电池组中的单元就越有可能过度放电。因此，我们可以通过SOC值随时间的演变情况推断单个电池单元或整个电池组的健康状态 (SOH)，以便及早发现单元有过度放电或过度充电的风险。

监控电池单元SOC值是在电池充电、放电和储存过程中保持其操作安全性和持久度的必要条件。然而，SOC不能直接测量，而是需要从其他测量值和已知参数（如特性曲线或查找表）中估算。这些关于电池单元的信息能够帮助我们确定电压如何根据电流、温度等条件而变化，并将电池的化学成分和生产批次纳入考量。

AEK-POW-BMS63EN可以在两种不同的菊花链拓扑中工作：集中配置和双路访问环配置。

在集中式菊花链配置中，一系列的BMS通过一个连接到AEK-POW-BMS63EN隔离式ISOLport的单一收发器连接到MCU板。BMS通过隔离式ISOH端口相互连接。

MCU通过SPI协议与AEK-COM-ISOSPI1上的L9963T收发器进行通信。收发器将这些信号转换为ISO SPI信号，以与BMS进行通信。

AEK-COM-ISOSPI1允许将SPI信号转换为隔离式SPI信号，从而将必要的线数从四根减少到两根，并实现差分通信，实现高抗扰度。

双路访问环配置则通过增加另一个收发器来实现双向通信。如果主环发生故障，则使用次环作为备用选项。数据在环中以相反的方向移动，除非主环发生故障，否则环与环之间相互独立。两个环彼此连接，保持数据流动。

在AutoDevKit生态系统软件包中，我们创建了两个示例演示（一个用于集中配置，一个用于双路访问环配置），以锂电池为例，详细说明SOC和SOH。电池组的SOC可能不同，需要进行和均衡以使所有电池达到相同的充电水平。在检测到电池组中充电水平最低的电池单元后，所有其他电池节点都会放电，直到达到相同水平。演示说明了如何激活L9963E的内部MOSFET，这些MOSFET通过在外部耗散电阻上使电池短路来进行放电。通过L9963E的内部MOSFET或通过外部MOSFET/电阻，可以实现电池被动均衡。既可以通过控制器手动控制均衡驱动器，也可以设置固定时长执行均衡任务。第二种情形称为安静模式，即使IC进入低功耗模式，也可以进行均衡编程，以避免从电池组中吸收不必要的电流。均衡功能对于维持电池电量、延长电池寿命来说至关重要。

我们可以使用不同的MCU。在演示中，我们使用了AEK-MCU-C4MLIT1，但也同样支持其他SPC58 Chorus系列的ASIL-B和ASIL-D微控制器。