STMicroelectronics Solution BMS (système de gestion de batterie)

STMicroelectronics propose une gamme de circuits intégrés permettant de construire des systèmes de gestion des batteries au lithium-ion. La solution BMS de ST démontre les avantages d'un système de gestion de batterie pour les applications automobiles, sur la base du CI de surveillance et de protection de batterie L9963 et des microcontrôleurs automobiles de ST.

Le L9963 peut supporter jusqu'à 14 piles Li-Ion. Il peut être empilé verticalement pour surveiller jusqu'à 15 blocs-batteries – ce qui correspond à une tension de batterie nominale de plusieurs centaines de volts. Le CI surveille la tension, le courant et la température à une seule cellule ou au niveau de la pile avec une résolution de 16 bits.

Le L9963 est idéalement couplé par un microcontrôleur de la famille SPC5 de MCU automobiles, effectuant le calcul de l'équilibrage des cellules et de l'état de santé (SOH) et de l'état de charge (SOC) sur la base des données collectées via un ou plusieurs L9963.

La solution proposée ici est construite avec un microcontrôleur haute performance de la gamme SPC57 4S, avec un maximum de 1,5 Mo de mémoire Flash et 128 ko de RAM. Le MCU comporte deux interfaces CAN-FD, de 8 CAN 12 bits améliorés avec des capacités de commutation étendues, prend en charge les normes de sécurité fonctionnelle ASIL-D et est disponible en boîtier QFP100 pour des températures de fonctionnement allant jusqu’à 150 °C. La mise en œuvre proposée peut être adaptée à une large gamme de MCU automobiles de ST selon les exigences de l’application finale en matière de performances et de niveau de sécurité. Les performances globales les plus élevées peuvent être atteintes avec la gamme SPC58 G, avec un maximum de trois cœurs et des tailles de mémoire pouvant atteindre 6 Mo. Il ajoute une conformité matérielle à la sécurité avec les normes EVITA et SES.

Autre avantage du L9963 : l'interface de communication universelle compatible avec les techniques d'isolation basées sur transformateur ou condensateur dans les applications BMS avec des dispositifs fonctionnant dans différents domaines de tension.

Avantages

• Système complet de gestion de batterie pour un maximum de 15 packs de 14 cellules chacun
• Les performances et les fonctionnalités du système sont modulables en choisissant parmi une large gamme de MCU automobiles
• Prise en charge la norme de sécurité ASIL-D et peut être étendue aux normes EITA et SHE
• Économies sur le coût des composants grâce à une solide capacité de branchement à chaud (aucune protection par diode Zener nécessaire)

Kits d’évaluation BMS

La Solution BMS (système de gestion de batterie) de STMicroelectronics peut être facilement évaluée avec un kit évolutif de cartes d'évaluation, permettant à d'adapter l'évaluation de la solution à chaque partitionnement de batterie.

La carte EVAL-L9963-MCU est un outil matériel complet permettant d'évaluer le circuit intégré L9963 pour les applications de gestion de batterie ainsi que le microcontrôleur hautes performances SPC574S64E3 de ST. Il peut être utilisé comme une carte autonome pour développer un système de gestion de batterie (BMS) 48 V ou un étage inférieur d'un BMS distribué. La carte EVAL-L9963-MCU permet à l'utilisateur de gérer 14 canaux pour la détection de tension de cellule, un canal pour la détection de courant et jusqu'à 4 entrées analogiques pour la détection de température (ainsi qu'un NTC supplémentaire embarqué pour détecter la température de la carte de circuit imprimé). La carte fournit un microcontrôleur embarqué avec un micrologiciel GUI préchargé destiné à être utilisé avec une Interface utilisateur graphique STSW-L9963 PC.

La carte EVAL-L9963-NDS est conçue pour être utilisée comme un nœud unique dans un système de gestion de batterie distribué. La carte EVAL-L9963-NDS est nécessaire pour compléter la carte EVAL-L9963-MCU lorsque le nombre total de cellules de batteries à gérer dépasse 14. Le nombre de nœuds à empiler dépend de la tension totale de la batterie. Des nœuds supplémentaires peuvent être ajoutés via des EVAL-L9963-NDS supplémentaires. Un maximum de 31 nœuds au-delà du nœud de base EVAL-L9963-MCU peut être empilé.

Si le L9963 est combiné avec un autre microcontrôleur, la carte EVAL-L9963 peut être utilisée comme étage inférieur du système de gestion de batterie. Il est similaire au EVAL-L9963-MCU fournit un connecteur pour l'interface avec un microcontrôleur (carte) externe.

Caractéristiques des Kits d'évaluation BMS

• Kit d’évaluation modulaire et flexible, permettant d’évaluer les systèmes de gestion de batterie de solution des ST sur une grande variété de batteries Li-Ion (jusqu’à 15 x 14 cellules)
• Puissant microcontrôleur (MCU) automobile SPC574S64E3 inclus
•  Micrologiciel préchargé dans le SPC574S64E3 pour une utilisation immédiate avec l’interface utilisateur graphique STSW-L9963
• Une interface utilisateur graphique (GUI) pour l'évaluation de toutes les fonctions du BMS sur un maximum de 15 nœuds, inclus
• Mesure du courant, de la tension et de la température des cellules
• Compteur de Coulomb
• Contrôle de l'équilibrage
• Diagnostic et contrôle des registres d L9963
• Enregistrement et exportation des données