在科技日新月异的今天，能源存储技术正经历着前所未有的技术变革。12V铅酸电池，作为传统电源的代表，正逐渐被新兴的锂电技术所取代。这种转型不仅体现了科学技术的进步，更是对环保、效率与性能需求的响应。铅酸电池历史悠久，然而其体积沉重、能量密度低、寿命短且含有有毒铅酸等缺点，限制了其在现代高效能应用中的发展。相比之下，锂电技术以其轻量化、高能量密度、长循环寿命和环保特性，成为能源领域的新宠，也逐步在新能源汽车的电池管理系统的市场中，得到大量关注与讨论。

为了抓住这一新兴市场机遇，意法半导体以中国客户的系统需求为出发点，快速推出了汽车12V锂电池高集成芯片---L9988，它集成了PMIC、AFE、HSD、RTC等模块，可以极大的简化12V BMS系统设计，并降低系统成本、提高鲁棒性，在客户端推广和评估的过程中获得一致认可。

L9988主要参数特点，贴合市场需求

■ AEC-Q100车规认证，支持功能安全等级ASIL-C
■ 4~28V输入电压范围
■ 4通道15bit电压ADC
o 精度≤±2.45mV，电芯电压[1.2V~4.5V]
■ 20bit电流ADC测量精度
o 典型值±12mA@[-300mA，300mA]
o ±0.12%@200A，±0.11%@>600A
■ 20bit库仑计用于SOC估算
o 待机状态下3.9%SOC精度@100mA
■ 200mA被动均衡，支持奇偶通道开启，支持连续时间或PWM模式
■ 集成电源管理模块，可为整板供电
■ 集成RTC模块（支持1s~180天计时功能）
■ 集成两路高边预驱可用于驱动外围背靠背MOSFET

▲图1. L9988 12V BMS系统框图

L9988内部集成电源管理模块，广泛灵活适配

相较于市面上现有方案，意法半导体开创性地将电源管理模块与模拟前端采样相结合，帮助客户节省芯片成本，并且在设计时已考虑不同MCU的需求范围。该电源管理模块的主要能力为：
■ 降压Vcore - 1.125~5V输出可调，max.1A输出能力，可用于MCU内核供电；
■ 线性调节VCC - 3.3V/5V输出可调，精度±1%，max.250mA输出能力，可用于MCU外设供电；
■ 线性调节VCC2 - 固定5V输出，精度±5%，max.150mA输出能力；
■ 线性调节电压基准VTREF，max.10mA输出能力，可用于外部NTC供电；
■ 线性调节VSTBY - 可在休眠下保持供电，3.3V/5V输出可配，精度±3%，max.10mA输出能力。

▲ 图2. L9988内部电源管理模块框图

L9988 AFE电压、电流、温度采集

■ SPI或内部时钟触发数据采集
■ 四独立通道采集电芯电压、内外总压、温度等数据，并做断线诊断
■ 20bit电流ADC测量电流精度
■ 20bit库仑计用于休眠SOC估算
■ 9bit短路ADC在normal和standby实时监控电流，并在发生短路时可快速（<1.06ms）关断背靠背MOSFET

▲ 图3. L9988数据采集流程与断线诊断

L9988两路高边预驱

■ 两路高边开启、关断独立控制
■ 冗余关断：提供包括SPI关断、硬线关断、MCU锁歩核错误关断方式
■ 可配合系统快速完成背靠背MOSFET开通诊断
■ 集成背靠背MOSFET关断诊断

▲ 图4. L9988两路高边预驱

L9988内部的冗余架构，保证功能安全

■ VADC交叉冗余采样：用户可设置ADC_SWAP=1使能ADC交叉采样功能，ADC VOLT1/2互为冗余，ADC VOLT 3/4互为冗余。在交叉采样时，电芯电压及温度的采样所有冗余转换路径都经过了自检（BIST）过程。如果一对ADC中的某一个ADC出现了故障，ADC SWAP功能则可以继续让正常的ADC保持对故障ADC通道的电芯的过欠压、过欠温监控功能。

▲图5. L9988独立ADC交换采样

■ L9988电流采样及库仑计（CC）做了冗余设计：集成了两对数据采集PIN，CS&SC ADC用CSAN0与CSAP0，库仑计（CC）用CSAN1与CSAP1；芯片内部有两个库仑计同步采集数据并相互校验；此外，CS ADC与库仑计也会做数据校验。以上设计，共同保证数据的准确性和可靠性。

▲ 图6. L9988电流采样及库仑计（CC）

■ 其它安全设计，包括：
1) 2个独立看门狗：问答狗和窗口狗；
2) 2个Fail Safe Output (FSO) pin：电源、SPI错误检测；
3) 2个FCCU pin：MCU锁歩核错误检测；
4) 2个温度检测ADC监控芯片温度，并相互检验；
5) 2个独立的唤醒pin：边沿唤醒和电平唤醒；
6) 功能安全相关寄存器数据需要解锁操作；关键数据储存在NVM，并与寄存器数据做相关校验。

共同满足12V BMS高功能安全要求。

L9988相关开发评估资源，协助快速开发

➢ 硬件类 - 产品数据手册，Demo开发评估板&GUI，典型设计应用设计参考，BOM推荐选型，应用手册等
➢ 软件类 - 基于底层驱动/Autosar架构的器件参考示例代码（根据具体客户需求）
➢ 功能安全类 - Safety Manual/FMEDA安全手册等功能安全相关文档（已和ST签署有效NDA的客户可提供）

▲ 图7. L9988相关支持开发资源

因L9988的高集成度设计，高功能安全等级和突出的性能参数，客户可以采用相同的设计方案实现不同功能安全等级的12V BMS系统，大大减少客户端维护不同平台的资源和成本投入。同时，L9988的12V BMS系统后续集成PDC（低压配电系统），整体的系统改动也非常小。