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開發電池管理解決方案需要注意的五件事

（2024年11月23日更新）

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電池管理系統 (BMS) 電動交通正在悄然改變。今年年初，意法半導體發布L9963E電池監控保護芯片旨在解決包括中國在內的全球電池管理系統設計問題。新產品采用獨特的架構，可測量4-14個串聯電池單體，樣本信號之間的同步無延遲。測試結果證明，雖然菊花鏈可以連接 31個L9963E，但是整鏈延遲還是不到 4 μs。

然而，L9963E 它遠不止是一個簡單的電壓測量器或典型的庫侖計算器。因此，我們還發布了一份白皮書進行深入討論 BMS 設計的復雜性。此外，為了進一步幫助工程師和決策者設計BMS，在開發電池管理系統時，我們還想討論五個必須考慮的問題。

為什么要使用電池管理系統？

BMS 測量電池單體的電流和電壓，并將信息發送到充電狀態 SOC確定電池運行狀態的應用系統。電池實際最大容量在使用一段時間后會降低。BMS測量數據可以計算電池的實際最大容量，幫助系統確定電池的健康狀態 (SOH) 剩余使用壽命 (RUL)，估計電池是否仍在正常工作或需要更換，并可使用額外的電池優化功能。確定每個電池單體 SOC Dialog代理和 SOH狀況，BMS 能平衡電池單體的充放電操作，保證所有電池單體損耗均勻，從而延長電池的使用壽命，獲得更高的性能。現在，L9963E 它在確保電池安全運行方面也起著關鍵作用。

1.注意測量的準確性和速度

理解準確度

電動汽車中的動力電池組

長期以來，工程師首先關注的是 BMS 測量精度。假如系統測量數據不準確，缺乏有價值的信息，用戶就會有很大的挫敗感。因此，在BMS 在測量每個電池單體的狀態時，精度必須很高，速度必須很快，否則，當芯片讀取電池組的最后一個單體時，第一個單體的報告測量值不再準確，應用系統無法提供真實反映電池充電狀態的結果。

最大誤差±2 mV

L9963E 電壓測量精度很高，最大誤差是 ±2 mV，還可以測量電流，了解每個電池單體的實際容量。此外，該產品的架構確保每個電池單體都有處理芯片監控電數據的特殊資源，而市場上的類似產品通常在電池單體之間共享數據處理資源。通過為每個單體提供特殊的處理資源，我們可以提供同步讀數，避免同步解除造成的延遲。在菊鏈網絡結構中，L9963E 也可通過串行總線通信，帶寬達到2.66 Mbps，行業內大部分帶寬都在徘徊 1 Mbps 左右。因此，閱讀和處理。 434 需要單個電池 4 毫秒到 16 毫秒。

2.電池管理系統：注意安全，這是首要任務

了解安全性

BMS 許多設計師經常忽視安全。BMS系統的測量精度有助于提高電池性能，還可以確定電池上是否有過壓和過壓，或過熱或過流。例如，當發生碰撞事故時，電動汽車必須能夠判斷電池參數不在正常安全值內，并立即啟動電池關閉程序，否則將造成災難性損失。

獨特冗余

這些功能要求芯片具有很高的魯棒性，即使在惡劣的環境下也能正常工作。防止讀數錯誤也很重要。在汽車高速巡航時，讀數錯誤會導致電池組關閉，這是非常危險的。L9963E 模數轉換器具有獨特的冗余功能，可以交叉檢查 (ADC)，確保轉換結果準確。如果當前ADC發生異常，L9963E可強制相鄰 ADC 接管異常ADC 并排除故障。

3.注重性價比

EVAL-L9963E-MCU

電動汽車越便宜，成本限制就越重要。功能強大但價格過高的芯片會失去大部分吸引力。與眾不同的是，L9963E提供豐富的功能，但不增加裸片尺寸，繼續保持成本效益。另外，傳統的 BMS芯片要求每個電池單體并聯一個外部齊納二極管。在組裝過程中，系統不知道哪個電池單體是第一個接觸連接器，這一直是一個隨機事件。因此，齊納二極管應保護每個電池單體上的電池管理芯片。L9963E工程師可以簡化印刷電路板的布局，降低整體成本，而不需要這些齊納二極管。

4.兩個評估板配合一個強大的評估板 MCU，不僅可以開發原型，還可以開闊視野

了解生態系統

成功的電池管理系統始于簡單的概念驗證。ST 為 L9963E 提供兩個評估板。第一塊評估板 EVAL-L9963E-MCU包括帶圖形用戶界面軟件的微控制器 STSW-L9963E，它可以幫助開發人員更快地創建應用程序。第二個評估板EVAL-L9963E-NDS插在第一塊板上，菊花鏈可以連接多個L9963E評估板。

L9963E 與 SPC58 Chorus配合使用

EVAL-L9963E-NDS

許多顧客喜歡將軍 L9963E 與 SPC58 Chorus MCU搭配使用，因為應用程序需要保存 BMS該微控制器擁有6個系統輸出的大量數據點 MB 或者更高的存儲空間可以滿足應用程序的所有存儲需求。多核架構允許開發人員指定核心處理電池管理任務，并將其他核心分配給其他常見應用程序。這款MCU還有許多外設接口，包括6個FlexCAN總線，使整個設計更加靈活。

5.電池管理系統:關注未來，關注現在

所有工程師在設計產品時都試圖關注未來。然而，對于電池管理系統，設計不僅要考慮明天的汽車，還要考慮目前的使用 BMS 所有新產品，如電動自行車和踏板車，或便攜式醫療設備。L9963E 除傳統電動汽車外，還適用于許多其他設計。至少可以測量四個電池單體，10個毫米 x 10 毫米 TQFP64EP 小包裝，以及成本效益，這些優勢讓企業可以使用相同的 ST 各種開發各種類型的車輛或應用程序，從而節省開發成本。