AEK-POW-BMSHOLD电池座技术解析与应用实践

描述

STMicroelectronics AEK-POW-BMSHOLD电池座最多包含14节串联电池,以及用于AEK-POWBMS63EN板的专用插槽和连接器。AutoDevKit生态系统已扩展到包括特定的圆柱形电池座,以支持快速评估,并满足BMS解决方案的严格上市时间要求。该扩展旨在快速创建一个用于评估基于以下节点的ST BMS解决方案的电池组:容纳L9936E的AEK-POW-BMS63EN模拟前端节点和和容纳L9963T的AEK-COM-ISOSPI1 ISOSPI收发器。

数据手册:*附件:STMicroelectronics AEK-POW-BMSHOLD电池座数据手册.pdf

为了在集中或双环拓扑中构建完整的电池组,用户最多可以堆叠三个/四个AEK-POW-BSMHOLD套件(限制在可堆叠重量范围内)。套件封装内的单独一个包包含六个M3x12mm钢螺钉、四个M3x25mm以及六个M3x30mm六角钢垫片。这些元件可用于安装另一个AEK-POW-BMSHOLD层。

STMicroelectronics AEK-POW-BMSHOLD具有连接到plexiglass上按钮的长丝带,用于支持轻松取下电池。该套件支持INR 18650电池类型。AutoDevKit Studio中包含的SoC和SoH估算通过扩展的Kalman滤波器进行计算,表征数据来自LG的INR 18650 MJ1电池。

特性

  • 用于圆柱形INR 18650电池的14插槽电池座(不含)
  • 所有电池均串联连接
  • 用于AEK-POW-BMS63EN BMS节点的适当外壳(不含)
  • 通过封装中包含的外部电阻器、100mΩ、10W电阻器进行低侧电流检测
  • 通过丝带支持轻松取下电池
  • 五个NTC热敏电阻(已含)
  • 可堆叠套件,用于构建紧凑型电池组(包括机械部件)
  • 尺寸:425mm x 120m x 52mm
  • 属于AutoDevKit生态系统

示意图

电池座

AEK-POW-BMSHOLD电池座技术解析与应用实践

一、产品架构与核心特性

AEK-POW-BMSHOLD‌是意法半导体针对汽车级电池管理系统推出的圆柱电池座解决方案,其核心设计围绕以下特性展开:

  • 模块化结构‌:支持14个INR 18650圆柱电池串联连接,提供专用卡槽搭载BMS节点板(AEK-POW-BMS63EN)
  • 集成化设计‌:内置5个10kΩ±1%精度的NTC热敏电阻,通过黄/蓝双色线缆区分NTC+/NTC-极性
  • 扩展能力‌:通过机械配件(M3x12mm螺丝、M3x25/30mm六角钢柱)支持最多3-4层堆叠,构建集中式或双环拓扑电池包

二、电气连接系统详解

2.1 连接器接口定义

中央压接连接器采用30针布局:

  • 引脚1:电芯电压(VBAT)
  • 引脚2-16:电池连接专用
  • 引脚17-18:外部接地(Ext Ground)
  • 引脚19-20:电流检测正负端(ISenseP/ISenseN)
  • 引脚21-30:NTC温度检测(偶数为NTC-,奇数为NTC+)

2.2 电流检测方案

4极Mammoth连接器支持外接检测电阻:

  • 引脚2-3间可串接传感电阻
  • 套件包含100mΩ/10W/±1%精度电阻
  • 最大允许电流10A,支持并联电阻扩展负载能力

三、系统集成与工作流程

3.1 硬件部署步骤

  1. 节点板安装‌:将AEK-POW-BMS63EN通过专用连接器固定至电池座
  2. 电池放置‌:按1-14编号顺序(从电路板向下排列)放置电池,注意亚克力板标注的极性标识
  3. 热管理配置‌:选用套件内飞线连接NTC,将传感器贴附于电芯表面监测温度

3.2 软件算法支撑

集成AutoDevKit Studio开发环境,基于扩展卡尔曼滤波器实现:

  • 荷电状态(SoC)估算
  • 健康状态(SoH)评估
  • 采用LG INR18650 MJ1电池特性数据作为算法基准

四、典型应用场景

4.1 汽车BMS开发

  • 配合L9963E芯片实现菊花链拓扑,最多支持31级级联
  • 通过AEK-COM-ISOSPI1隔离SPI模块确保信号完整性
  • 支持主控单元(AEK-MCU-C4MLIT1+SPC58EC)实现多层堆叠控制

4.2 外部负载驱动

电池座可直接为外部负载供电:

  • 电机驱动
  • 照明系统
  • LED阵列
    连接方式通过Mammoth连接器正负极引线(引脚1/4)实现

五、机械与安全设计

  • 便捷维护‌:内置缎带设计支持电池快速取出
  • 防短路保护‌:清晰极性标识与绝缘隔离
  • 结构稳固‌:425×120×52mm尺寸优化空间利用率

六、技术发展趋势

该方案体现了现代BMS设计的三大趋势:

  1. 生态化集成‌:深度融合AutoDevKit工具链,加速方案验证
  2. 精准化监测‌:多通道NTC配置实现电芯级温度监控
  • 基于Vishay NTCALUG02A103F特性曲线进行电压温度补偿
  1. 柔性扩展‌:堆叠架构满足不同容量需求,支持从原型到产品的平滑过渡
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