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2024-12-18
发表了主题帖：【AEK-POW-BMS63EN】测评一：开箱

前言车载电池管理系统（BMS）是电动汽车（EVs）和混合动力汽车中至关重要的组件，负责监控和优化电池组的性能、安全性和寿命。随着车联网技术的普及，现代BMS不仅限于本地控制，还通过网络连接到云端或制造商服务器，实现远程监控、诊断和服务。这种连通性在提供便利的同时也带来了信息安全挑战，因此确保车载BMS的信息安全对于保障车辆整体安全至关重要。我很荣幸参加了由EEWORLD组织的AEK-POW-BMS63EN汽车BMS评估板的测评活动，并有幸成为了仅有的两位AEK-POW-BMS63EN试用者之一。这次测评活动为我提供了深入了解BMS设计与实施的机会，特别是其在信息安全方面的考量。信息安全对车载BMS的重要性首先体现在保护电池的安全上。一个设计良好的BMS能够防止电池过充、过放以及温度失控等状况的发生，而这些都可能导致严重的安全隐患，如火灾或爆炸。如果黑客入侵BMS系统并篡改其设置，可能会直接威胁到驾驶员及乘客的生命财产安全。此外，现代BMS收集的数据包括电池状态、驾驶行为、位置信息等敏感内容，一旦泄露，不仅侵犯用户隐私，还可能被用于恶意目的，如跟踪或盗窃车辆。综上所述，车载BMS的信息安全是一个多方面的问题，它不仅关系到单个车辆的安全运行，更影响整个智能交通生态系统的健康发展。制造商和技术提供商应重视BMS的信息安全防护，采用先进的加密技术和严格的访问控制策略，构建坚固的防御体系，从而为用户提供更加安全可靠的出行体验。通过持续改进和创新，可以在享受车联网带来便捷的同时，有效应对潜在的安全威胁。 AEK-POW-BMS63EN实物外包装 AEK-POW-BMS63EN是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款产品，该产品的外包装设计沿用了意法半导体经典的吸塑包装风格。能够提供良好的保护作用，防止运输和搬运过程中可能对产品造成的损害，同时也为消费者提供了直观的产品展示。从包装的正面看，清晰可见主体AEK-POW-BMS63EN评估板，通过透明的吸塑材料，无需打开包装即可直接观察到产品的外观、尺寸以及大致结构。包装背面则印有AEK-POW-BMS63EN的详细信息，包括产品的产品描述、功能特性等重要信息。（此部分官方文档内容已附于文章末尾） AEK-POW-BMS63EN实物 AEK-POW-BMS63EN实物尺寸100mmx76mm，PCB为深蓝色。板卡主控为L9963E芯片，L9963E是由意法半导体（ST）开发的一款高性能锂离子电池监控与保护芯片，专为汽车和储能系统设计。它能够精确监测多达14个串联电池单元的电压，提供±2.6mV的高精度测量，并支持高达200mA的被动均衡电流以维持电池一致性。该芯片集成了温度监控、故障检测及隔离通信接口等功能，确保电池组的安全可靠运行，并符合ISO26262 ASIL-D标准，适用于电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）等要求严苛的应用场景。板载7个GPIO引脚，为开发者提供了灵活的硬件接口选项以满足不同的连接和功能需求。这7个引脚具体包括两组用于接地的引脚：2个标准GND（地线）引脚，确保电路有稳定的参考电位；以及2个标记为GND_EXT的扩展地线引脚，可能专为外部设备或特定应用场景设计，提供额外的接地路径。此外，还配备了一个RPD引脚；一个CGS引脚；以及一个RG引脚。板载两个USB-A接口，用于提供板载ISOH 和 ISOL功能。此功能为用户提供一种安全、高效的方式连接外部设备或传感器，同时确保系统其他部分与潜在的高压或干扰源之间实现电气隔离。官方资料为了方便其他开发者及自己的资料整理，我也查找了官方对于AEK-POW-BMS63EN的资料。以下内容来源于意法半导体官网（https://www.st.com.cn/zh/evaluation-tools/aek-pow-bms63en.html#overview）描述 AEK-POW-BMS63EN是一款电池管理系统 (BMS) 评估板，可以处理从1到31个锂电池节点。每个电池节点可以管理4到14个电池单元，电压范围在48V到800V之间。评估板基于L9963E，旨在用于使用锂电池组的混合动力 (HE) 和全电动 (BE) 汽车中，但也可以扩展到其他交通和工业应用。 L9963E的主要功能是通过堆叠电压测量、电池电压测量、温度测量和Coulomb计数来监控电池和电池节点的状态。测量和诊断任务可以按需执行或定期执行，周期间隔可编程。测量数据可供外部微控制器执行电荷平衡，并计算电池的充电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)。标准BMS的主要功能是监控和保护电池组。监控功能与电池电流、电压和温度的测量有关。保护功能可以在欠压、过压和过热的情况下让系统进入安全状态。 AEK-POW-BMS63EN提供了精细的监控网络，用于检测每个电池单元的电压、电流和温度。在检测过程中，监控网络通过计算每个电池单元的SOC，从而获得所有电池组的充电状态。利用SOC可以评估剩余电池电量，即剩余的驾驶距离。出于维护的原因，我们需要不断监控和估算SOC值。根据我们的SOC计算算法，SOC偏离其额定值（即电池出厂时的值）越多，则电池组中的单元就越有可能过度放电。因此，我们可以通过SOC值随时间的演变情况推断单个电池单元或整个电池组的健康状态 (SOH)，以便及早发现单元有过度放电或过度充电的风险。监控电池单元SOC值是在电池充电、放电和储存过程中保持其操作安全性和持久度的必要条件。然而，SOC不能直接测量，而是需要从其他测量值和已知参数（如特性曲线或查找表）中估算。这些关于电池单元的信息能够帮助我们确定电压如何根据电流、温度等条件而变化，并将电池的化学成分和生产批次纳入考量。 AEK-POW-BMS63EN可以在两种不同的菊花链拓扑中工作：集中配置和双路访问环配置。在集中式菊花链配置中，一系列的BMS通过一个连接到AEK-POW-BMS63EN隔离式ISOLport的单一收发器连接到MCU板。BMS通过隔离式ISOH端口相互连接。 MCU通过SPI协议与AEK-COM-ISOSPI1上的L9963T收发器进行通信。收发器将这些信号转换为ISO SPI信号，以与BMS进行通信。 AEK-COM-ISOSPI1允许将SPI信号转换为隔离式SPI信号，从而将必要的线数从四根减少到两根，并实现差分通信，实现高抗扰度。双路访问环配置则通过增加另一个收发器来实现双向通信。如果主环发生故障，则使用次环作为备用选项。数据在环中以相反的方向移动，除非主环发生故障，否则环与环之间相互独立。两个环彼此连接，保持数据流动。在AutoDevKit生态系统软件包中，我们创建了两个示例演示（一个用于集中配置，一个用于双路访问环配置），以锂电池为例，详细说明SOC和SOH。电池组的SOC可能不同，需要进行和均衡以使所有电池达到相同的充电水平。在检测到电池组中充电水平最低的电池单元后，所有其他电池节点都会放电，直到达到相同水平。演示说明了如何激活L9963E的内部MOSFET，这些MOSFET通过在外部耗散电阻上使电池短路来进行放电。通过L9963E的内部MOSFET或通过外部MOSFET/电阻，可以实现电池被动均衡。既可以通过控制器手动控制均衡驱动器，也可以设置固定时长执行均衡任务。第二种情形称为安静模式，即使IC进入低功耗模式，也可以进行均衡编程，以避免从电池组中吸收不必要的电流。均衡功能对于维持电池电量、延长电池寿命来说至关重要。我们可以使用不同的MCU。在演示中，我们使用了AEK-MCU-C4MLIT1，但也同样支持其他SPC58 Chorus系列的ASIL-B和ASIL-D微控制器。所有功能托管L9963E，具有AEC-Q100认证的汽车多单元电池监控和平衡IC 监控每个电池单元和整个电池节点的电压监控每个电池单元的电压、电流和温度 5个GPIO用于连接NTC温度传感器在L9963E上托管NTC以检测芯片温度被动均衡尺寸紧凑：100 mm x 76 mm 纳入AutoDevKit生态系统以上为对AEK-POW-BMS63EN开箱的测评内容介绍。
2024-12-13
回复了主题帖：测评入围名单：AEK-POW-BMS63EN汽车BMS评估板

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