STMicroelectronics STEVAL-BMS114電池管理系統(tǒng) (BMS) 評(píng)估板可操作1至31個(gè)鋰離子電池節(jié)點(diǎn)，提供詳細(xì)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，用于檢測(cè)每節(jié)電池的電壓、電流和溫度。每個(gè)電池節(jié)點(diǎn)管理4至14節(jié)電池，電壓范圍為48V至800V。該板采用L99BM114多節(jié)電池監(jiān)控和平衡IC，通過(guò)堆棧電壓測(cè)量、電池電壓測(cè)量、溫度測(cè)量和庫(kù)侖計(jì)數(shù)來(lái)獲取電池節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。測(cè)量和診斷任務(wù)既可按需執(zhí)行，也可通過(guò)可編程的周期間隔定期執(zhí)行。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics STEVAL-BMS114 BMS評(píng)估板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 搭載L99BM114多節(jié)電池監(jiān)控和平衡IC
• 對(duì)每節(jié)電池和整個(gè)電池節(jié)點(diǎn)的電壓監(jiān)控
• 每個(gè)電池單元的電壓、電流和溫度檢測(cè)
• 5個(gè)GPIO，用于連接溫度傳感器作為NTC
• L99BM114上搭載一個(gè)NTC，用于檢測(cè)芯片溫度
• 無(wú)源平衡
• 緊湊尺寸：100 mmx76 mm

布局

STEVAL-BMS114電池管理系統(tǒng)評(píng)估板技術(shù)解析?

一、核心特性與設(shè)計(jì)架構(gòu)

STEVAL-BMS114是STMicroelectronics基于L99BM114芯片開發(fā)的高壓BMS評(píng)估板，專為工業(yè)級(jí)電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有以下技術(shù)亮點(diǎn)：

• ?多節(jié)點(diǎn)支持?：可管理1至31個(gè)鋰離子電池節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)支持4-14節(jié)串聯(lián)電芯，覆蓋48V至800V電壓范圍。
• ?全參數(shù)監(jiān)測(cè)?：集成電壓（單芯/總堆）、電流、溫度三合一傳感網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)置5個(gè)GPIO連接NTC溫度傳感器。
• ?智能平衡?：支持被動(dòng)均衡技術(shù)，通過(guò)L99BM114芯片實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電荷再分配。
• ?緊湊型設(shè)計(jì)?：100mm×76mm PCB面積，符合工業(yè)設(shè)備空間限制要求。

二、關(guān)鍵硬件實(shí)現(xiàn)

1. L99BM114主控芯片

作為系統(tǒng)核心，該芯片提供：

• ?ISO-SPI通信?：通過(guò)雙線差分信號(hào)（ISOHP/ISOHM）實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間隔離通信，噪聲免疫力優(yōu)于傳統(tǒng)SPI。
• ?可編程診斷周期?：支持按需或周期性執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，數(shù)據(jù)通過(guò)外部MCU計(jì)算SOC/SOH。
• ?安全保護(hù)機(jī)制?：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)壓/欠壓、過(guò)熱狀態(tài)，觸發(fā)硬件級(jí)保護(hù)。

2. 典型電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• ?電源濾波?：VBAT輸入級(jí)采用三級(jí)濾波（47nF陶瓷電容+MPZ2012S102ATD25磁珠+10μF電解電容）抑制高頻噪聲。
• ?電流檢測(cè)?：差分放大器配合ISENSEP/ISENSEM引腳實(shí)現(xiàn)±1%精度的庫(kù)侖計(jì)數(shù)。
• ?熱管理設(shè)計(jì)?：PCB布局將高壓域（L99BM114）與低壓域（MCU接口）分區(qū)，通過(guò)內(nèi)部NTC和外部熱敏電阻雙重監(jiān)控。

三、系統(tǒng)拓?fù)渑渲?/h3>

評(píng)估板支持兩種工作模式：

1. ?單訪問菊花鏈拓?fù)?/strong>?
   • 通過(guò)ISOLport連接MCU板，ISOHport串聯(lián)從節(jié)點(diǎn)
   • 典型應(yīng)用：非隔離需求的低成本方案（見圖2）
2. ?雙訪問環(huán)形拓?fù)?/strong>?
   • 節(jié)點(diǎn)間完全隔離，通過(guò)L99BM1T轉(zhuǎn)換器構(gòu)建冗余通信環(huán)
   • 優(yōu)勢(shì)：高可靠性工業(yè)場(chǎng)景（見圖3）

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四、典型應(yīng)用建議

1. ?硬件調(diào)試?
   • 平衡電阻選型：建議采用60.4Ω精密電阻（如R15/R18）匹配NTC網(wǎng)絡(luò)
   • GPIO配置：GPIO1_FAULT_H/GPIO2_FAULT_L用于級(jí)聯(lián)報(bào)警輸出
2. ?軟件集成?
   • 通信協(xié)議：需實(shí)現(xiàn)ISO-SPI數(shù)據(jù)包解析，注意20us的最小SCK脈沖寬度
   • 校準(zhǔn)流程：上電后需執(zhí)行VTREF（參考電壓）自校準(zhǔn)

五、設(shè)計(jì)驗(yàn)證參考

• ?測(cè)試點(diǎn)布局?：關(guān)鍵信號(hào)（如ISOHP、FAULTH）預(yù)留SMA測(cè)試座（P1/P2）
• ?EMC優(yōu)化?：所有高速信號(hào)線伴地走線，間距≥3×線寬（參見圖4原理圖）