L9963E 应用市场
意法半导体L9963E是一款锂离子电池监测和保护芯片,适用于高可靠性汽车应用和储能系统。最多可监控14个堆叠电池单体,以满足48V及更高电压系统的要求。芯片对每个电池的电压测量精度高,同时集成库仑计监控总电流。该设备最多可以监控7个NTC。信息通过SPI通信或隔离接口传输。
意法半导体L9963E是一款锂离子电池监测和保护芯片,适用于高可靠性汽车应用和储能系统。最多可监控14个堆叠电池单体,以满足48V及更高电压系统的要求。芯片对每个电池的电压测量精度高,同时集成库仑计监控总电流。该设备最多可以监控7个NTC。信息通过SPI通信或隔离接口传输。
多个L9963E以菊花链形式连接,通过变压器隔离接口与主处理器通信,具有高速、低电磁干扰、远距离、可靠的数据传输特点。
在正常和低功耗模式下(静音均衡)都提供了带有可编程通道选择的被动均衡。均衡可以根据内部定时器中断自动终止。9个GPIO集成用于外部监测和控制。L9963E具有全面的故障检测和通知功能,以满足安全标准要求。
L9963E 应用市场
汽车BMS系统(48V和高压电池组)
备份储能系统和UPS
电动自行车,e-scooters
便携式和半便携式设备
L9963E 特性
符合AEC-Q100标准
测量4至14节串联电池,样件之间的解同步延迟为0us还可支持母线连接,且无需改变电池结果
库仑计在点火开和关的状态下均支持电池组过流检测,完全同步的电流和电压采样
16位电压ADC,焊接后,在 [-40°C至+105°C] 的Tj范围中、[0.5V至4.3V] 范围内的最大误差为±2Mv
再生缓冲器的2.66Mbps隔离式串行通信,支持双接入环链路中第1个和第31个器件转换开始之间的延迟短于4µs。
在正常和静音均衡模式下,每节电池的无源内部平衡电流为200mA可执行周期性唤醒测量同时在多个通道上进行手动/定时平衡;内部/外部平衡
完全冗余的电池测量路径,带有ADC交换功能,可增强安全性和跛行模式功能
智能诊断程序可提供自动故障验证。通过SPI全局状态字 (GSW) 和专用故障线进行冗余故障通知
两个5V稳压器,支持25mA (VCOM) 和50mA (VTREF) 电流能力的外部负载连接
9个GPIO,最多带7个用于NTC检测的模拟输入
可靠的热插拔性能,每节电池不需要并联齐纳二极管
完全符合ISO26262标准,支持ASIL-D系统
L9963E 应用示意
为方便用户快速入门和开发,ST提供丰富的软硬件技术支持:
评估演示板、GUI及原理图。
参考源代码和设计文档。
基于SPC5 studio环境开发的可配置的Low level drivers。
SPC5 studio开发环境。
Master评估演示板
GUI评估工具和Slave评估演示板
L9963E 应用调试
本次调试主要基于Master评估演示板,实现成功配置一台L9963E设备ID,以及读取电池电压,具体形式如下图。
Master评估演示板示意图
L9963T是通用SPI到隔离SPI收发器,用于在不同电压区域的器件之间建立通信桥。收发器支持变压器和电容隔离,因为根据专有协议产生的隔离信号可通过两个去耦电路进行传输。设备可配置为SPI总线的从设备或主设备,并支持由8到64位长的SPI帧组成的任何协议。收发器管理信息传输,而不执行任何协议检查。
1. 基于GUI评估板调试
a) 配置ID1
b) 读取cell电压值
2. 基于SPC5 Studio开发环境编调试
SPC5 Studio是ST提供的用于SPC5系列车规级MCU做嵌入式应用开发的集成开发环境,其基于Eclipse PDE开发,支持灵活的用户自定义组件和丰富的第三方插件。
系统重新上电后,L9963E在初始化状态,并且ID为0,可以配置ID(1,2,3,…,31),一旦ID配置后,无法再配置其他ID。简易配置ID程序流程图如下:
配置ID流程图
Demo例程:
验证结果:
设置ID1成功,读取到Cell1和Cell14电压值(未转换)。