【導(dǎo)讀】由于鋰電池在混合動力汽車和純電動汽車領(lǐng)域的出色電能和功率特性，汽車行業(yè)目前普遍采用鋰電池作為新能源汽車的解決方案。對于插電式混合動力或純電動汽車，通常需要幾百伏電壓的電池組，鋰電池正是理想之選。
盡管電池組尺寸不同，但各種鋰電池動力系統(tǒng)在以下幾方面具有類似的要求：
1. 具備監(jiān)控功能
2. 在苛刻的環(huán)境下能夠保持良好的性能
3. 提供可靠、安全的電量管理
4. 降低系統(tǒng)的整體成本
為了最大限度的利用鋰電池的電能，并且充分保證使用壽命，必須引入復(fù)雜的電池監(jiān)控電路。這些電子電路能夠監(jiān)控電池單元的電壓與溫度，監(jiān)控由多個電池單元串聯(lián)而成的電池組的電壓與電流，平衡電池單元之間的電壓，并跨越勢壘傳輸數(shù)據(jù)信號，其目的在于確保電池在驅(qū)動和充電時高效、安全地工作，并能延長電池的使用時間。
在高共模電壓和高達(dá)數(shù)百安培開關(guān)瞬變的情況下，電池管理系統(tǒng)(BMS)必須對不同的電池單元進(jìn)行精確的測量。系統(tǒng)的精度必須達(dá)到mV級，采樣必須在嚴(yán)格的延遲時間范圍內(nèi)保持同步。采樣速度和精度都會影響整個系統(tǒng)的效率。
可靠性是關(guān)鍵要求之一。系統(tǒng)必須提供安全機(jī)制，以便檢測電池單元、電纜、監(jiān)控電路和通信總線等的故障。數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制也有助于進(jìn)行錯誤檢測。隨著對功能安全的重視，系統(tǒng)漸漸要滿足功能安全的需求。
系統(tǒng)還要求BMS具備較低功耗以減少對電池電量的消耗，同時避免加劇電池不平衡，所以監(jiān)控器IC和隔離電路的功耗應(yīng)盡可能低。而且未來趨勢是需要主動平衡方案。
ADI 最新解決方案
自2008年起，ADI (LTC)鋰電池監(jiān)控IC產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第四代。安全性，精度和功能已經(jīng)不斷提高，始終是業(yè)界最佳選擇。
ADI 的最新的第四代鋰電池主監(jiān)控 IC 產(chǎn)品 LTC6811 分別能夠?qū)?2個通道的電壓和溫度進(jìn)行監(jiān)測(未來產(chǎn)品提供更靈活的通道數(shù))，極限精度優(yōu)于1.2 mV。多個 LTC6811 可采用菊花鏈連接。該IC提供業(yè)界最快的轉(zhuǎn)換速度和最佳數(shù)據(jù)保護(hù)。可在290 μs內(nèi)檢測12個通道的數(shù)據(jù)。此外，IC還提供被動式電池單元平衡控制功能。
ADI 的隔離式產(chǎn)品
ADI 的數(shù)字隔離器iCoupler®為汽車應(yīng)用而優(yōu)化，可在高數(shù)據(jù)速率下實(shí)現(xiàn)最低功耗。其封裝尺寸小、通道選項多，因此，它所需組件量和占用電路板面積都最小；此外，該系列在整個使用周期內(nèi)提供其高可靠性和質(zhì)量保證。該系列被廣泛用做高電壓電路與低電壓電路之間的SPI/GPIO/時鐘隔離器。isoPower®是ADI 獨(dú)特的集成電源數(shù)字隔離器解決方案，它提供隔離電源和多通道數(shù)字隔離功能；與分立式dc至dc隔離器加數(shù)字隔離器的方案相比，isoPower的成本更低、占用面積更小。ADI 提供多樣的集成方案，產(chǎn)品種類仍在不斷擴(kuò)展。
BMS解決方案框圖
隔離 SPI 架構(gòu)
菊花鏈架構(gòu)
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