意法半導體全新一代主動保險絲熔斷驅動器—L9965P

關鍵字 :STBMSL9965PPyro-Fuse

一:L9965P產品背景

        

隨著汽車電子電氣架構朝向智慧化與安全化方向的不斷發展,傳統熔斷器的局限性日益顯現:無法透過軟體實現精準控制,也無法根據故障類型精確判斷斷路時機。此外,隨著主機廠平台化設計逐漸成為主流,傳統熔斷器難以根據不同車型預設過流閾值,無法滿足平台化應用的需求。因此,為了解決上述客戶使用中的痛點,熔斷器廠商開發了智慧可控的Pyro-Fuse(主動式熔斷器),目前已被廣泛應用。


        與此同時,新能源汽車在續航里程和充電效率上的激烈競爭,推動了更高容量、更高電壓電池包的應用,這對動力電池管理系統的安全性提出了更高要求。然而,傳統熔斷器以及基於高低邊驅動的主動保險絲系統已難以滿足日益嚴格的功能安全要求。


       在此背景下,Pyro-Fuse驅動器L9965P應運而生,憑藉其卓越性能,已廣泛應用於國內主機廠及Tier1的相關項目中,為車輛安全提供了更加可靠的保障。

 

二:L9965P 的主要應用場景舉例

 

1,BMS(電池管理系統)

電池包過流情境:

在電池系統發生過流或短路故障時,Pyro-Fuse 能夠根據 BMS 的檢測信號通過 L9965P 快速引爆,避免高電流對電池包和其他電氣系統造成不可逆的損傷。

》車輛碰撞場景:

當車輛發生碰撞時,為了有效預防可能引發的起火爆燃事故對人體造成的二次傷害,並保護電池模組免受不可逆的損害,主動保險絲能夠根據有效的碰撞信號快速切斷高壓迴路。相比傳統的被動保險絲,Pyro-Fuse 解決了被動保險絲在碰撞情況下無法在零電流下切斷的痛點。

 

2,電驅動系統

 

在新能源汽車中,主驅系統(包括電池、電機和電控系統)是整車動力輸出的核心部分,其安全性和可靠性直接關係到車輛的性能以及使用者的安全。隨著新能源汽車朝向高電壓、大功率方向發展,主驅系統面臨更高的安全挑戰。Pyro-Fuse作為一種高效的電路保護裝置,已逐漸成為主驅系統的重要一環,在故障工況下能切斷三相電機中的兩相,防止次生災害的發生。

以下是 Pyro-Fuse 在新能源汽車主驅系統中的應用舉例:在四輪驅動車型中,配備 Pyro-Fuse 的系統可以在某一電機(前驅或後驅)系統發生故障時進行斷開操作,並繼續保持平穩運行;在兩輪驅動車型中,配備 Pyro-Fuse 的系統可以在碰撞發生或驅動系統異常時,切斷主驅迴路,防止非預期的二次傷害——例如碰撞後,車輪慣性可能會帶動電機旋轉,產生不利的反電動勢高壓。

面對以上工況,L9965P可以在主驅系統異常時繼續自主工作,確保電機驅動迴路被切斷,避免造成進一步損害,提升主驅系統的安全冗餘性能。

 

三:L9965P產品性能概覽

 

AEC-Q100車規級產品

深度睡眠模式(極低功耗<10uA)

支援三種喚醒模式

內部整合Boost升壓模組,用於外部儲能電容充電,升壓值可調整。

硬體信號FENL、FENH兼容PWM模式(頻率16kHz和125kHz可配置)以及高/低電平模式;軟體信號支援SPI(24bit)獨立點爆。

點爆路徑支援請求和自動兩種診斷方式

最低工作電壓支援6V

可選的點爆配置——電流及持續時間,與LV-16和USCAR-28認證的高溫保險絲相兼容

內建NVM模組存儲,支援診斷/點火等資訊存儲,可實現無MCU運行

可配置的連續點爆功能(自動重試)

兼容配套 L9965C 等智能接線盒(BJB)高壓採集晶片

符合ISO26262開發流程,功能安全等級支援ASIL-D

 

四:L9965P主要特點優勢

多種部署電流配置組合,匹配不同規格Pyro-Fuse的引爆要求

內部整合Boost模組,有助於減少儲能電容的容量需求,從而優化系統成本。

獨立的軟硬體點爆策略,滿足系統的不同點爆需求。在硬體點爆模式下,可選擇電平模式或PWM模式,軟體則採用SPI點爆。

可選的多次自動點爆重試功能(Auto-retry),提升點爆的安全冗餘性

支援手動/自動診斷方式,確保引爆功能的正確執行,其中自動診斷可在無MCU的情況下自主進行,實現不同故障的檢測和判斷。

TQFP32和QFN32兩種封裝,符合優化面積的小型化設計

 

五:意法半導體電池管理系統產品路線

意法半導體擁有豐富的BMS系列產品,其功能包含有如:模擬前端採樣晶片、高壓採集智慧接線盒晶片、通訊橋接晶片,以及主動保險絲驅動熔斷器晶片,這些產品全面覆蓋汽車級、工業級、高壓應用及低壓應用。汽車級的L9963E、L9963T及工業級的L99BM114、L99BM1T、L9961目前已在市場中大量量產,而最新一代的車規級L9965系列產品也已全面量產上市。在未來規劃中,意法半導體將進一步加強在BMS領域的投入,致力於更加多樣化的產品路線拓展,例如多串數模擬前端採樣晶片並整合電化學阻抗圖譜檢測功能、48V鋰電應用等。


        ST為L9965系列產品提供配套的評估支援套件,現已可取得:

產品數據手冊(包含典型的應用設計參考、周邊整體器件BOM推薦),以及涵蓋不同使用場景的應用筆記等。

Demo測試板和相應的GUI程式

底層驅動/基於AutoSAR架構的參考程式碼(根據具體客戶需求)

安全手冊/FMEDA安全手冊等功能安全相關文件(已與ST簽署有效NDA的客戶可提供)

器件級、系統級測試報告,功耗評估等

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參考來源

ST: https://www.st.com.cn/zh/automotive-analog-and-power/l9965p.html#overview

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