如何打造安全可靠的BMS電池監(jiān)測(cè)？

ADI公司電池管理系統(tǒng)部門還在現(xiàn)場(chǎng)向大家展示高壓電池管理產(chǎn)品，采用36個(gè)串聯(lián)鋰電池組成的堆棧，基于LTC68xx產(chǎn)品系列和高壓電流計(jì)數(shù)器LTC2949通過(guò)電池監(jiān)控器測(cè)量每個(gè)電池的電壓進(jìn)行監(jiān)控。ADI 的多節(jié)電池、高電壓電池組監(jiān)視器系列是完整的電池監(jiān)視 IC，它們內(nèi)置了 16 位 ADC、精準(zhǔn)的電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高電壓輸入多路復(fù)用開(kāi)關(guān)MUX和一個(gè)SPI/isoPSI接口?？梢园堰@些器件以菊花鏈的方式串聯(lián)起來(lái)(無(wú)需使用光耦合器或光隔離器)以監(jiān)視到長(zhǎng)串聯(lián)接電池中每節(jié)電池電壓。

其中采用的LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，就是專為汽車和運(yùn)輸機(jī)械應(yīng)用，滿足 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)。演示中將這36個(gè)電池分為3組，分別演示該系列的不同產(chǎn)品，一組包含18個(gè)電池，由LTC 6813進(jìn)行測(cè)量。一組包含6個(gè)電池，由LTC 6810進(jìn)行測(cè)量。最后一組包含12個(gè)電池，由LTC 6811進(jìn)行測(cè)量。

這些電池監(jiān)控器采用ADI的isoSPI技術(shù)，以隔離式菊花鏈進(jìn)行連接，可以通過(guò)菊花鏈兩端進(jìn)行冗余通信。因此即便線束上發(fā)生單點(diǎn)故障，該系統(tǒng)也能繼續(xù)運(yùn)行。此外，還采用了ADI公司推出的高壓列計(jì)數(shù)器LTC 2949，它通過(guò)監(jiān)控堆棧電壓和電流以及功率、電能，在電池管理系統(tǒng)中完成測(cè)量任務(wù)。

基于LTC68xx和LTC2949的電池監(jiān)控器測(cè)量電路原理圖。

高壓BMS電池監(jiān)測(cè)，這幾款核心器件不能少

LTC®6811 是一款多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，可測(cè)量多達(dá) 12 個(gè)串接電池并具有低于1.2mV 的總測(cè)量誤差。0V 至 5V 的電池測(cè)量范圍使 LTC6811 適合大多數(shù)電池化學(xué)組成。所有 12 節(jié)電池可在 290μs 內(nèi)完成測(cè)量，并可選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以實(shí)現(xiàn)高噪聲抑制。

可以把多個(gè) LTC6811 器件串接起來(lái)，因而能在長(zhǎng)的高電壓電池串中實(shí)現(xiàn)電池的同時(shí)監(jiān)視。每個(gè) LTC6811 具有一個(gè) isoSPI 接口，用于實(shí)現(xiàn)高速、抗 RF 干擾的遠(yuǎn)程通信。使用LTC6811-1 時(shí)，多個(gè)器件采用菊鏈?zhǔn)竭B接，且所有器件采用一根主處理器接線。而使用 LTC6811-2 時(shí)，則多個(gè)器件并聯(lián)連接至主處理器，對(duì)每個(gè)器件進(jìn)行個(gè)別尋址。

LTC6810 是一款多單元電池堆棧監(jiān)控器。LTC6810 可測(cè)量多達(dá) 6 個(gè)串聯(lián)連接的電池單元，總測(cè)量誤差小于 1.8mV。LTC6810 具有 0V 至 5V 的電池測(cè)量范圍，適合大多數(shù)電池化學(xué)應(yīng)用?？稍?290μs 內(nèi)測(cè)量所有 6 個(gè)電池單元，并選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以便降噪。

可將多個(gè) LTC6810-1 器件串聯(lián)，以便同時(shí)監(jiān)測(cè)很長(zhǎng)的高壓電池串。每個(gè) LTC6810 具有 isoSPI 接口，用于高速、RF 抗擾、遠(yuǎn)距離通信。多個(gè)器件使用 LTC6810-1 以菊花鏈形式與主機(jī)處理器連接，適用于所有器件。LTC6810-1 支持雙向操作，甚至可與斷線進(jìn)行通信。多個(gè)器件使用 LTC6810-2 與主機(jī)處理器并聯(lián)，且每個(gè)器件單獨(dú)尋址。

BMS 電池電壓監(jiān)測(cè)關(guān)鍵電路功能框圖。

LTC®6813是一款多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，可測(cè)量多達(dá) 18 個(gè)串聯(lián)連接電池的電壓，并具有小于2.2mV 的總測(cè)量誤差。0V 至 5V 的電池測(cè)量范圍使 LTC6813-1 成為大多數(shù)電池化學(xué)組成的合適之選。所有 18 節(jié)電池可在 290μs 之內(nèi)完成測(cè)量，并且可以選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以實(shí)現(xiàn)高的噪聲抑制。

同樣可把多個(gè) LTC6813器件串接起來(lái)，因而能夠在長(zhǎng)的高電壓電池串中實(shí)現(xiàn)電池的同時(shí)監(jiān)視。每個(gè) LTC6813具有一個(gè) isoSPI 接口，用于實(shí)現(xiàn)高速、具有抗 RF 干擾能力的遠(yuǎn)程通信。多個(gè)器件采用菊鏈?zhǔn)竭B接，且所有器件采用一根主處理器接線。該菊鏈可進(jìn)行雙向運(yùn)作，從而確保通信的完整性，即使在通信通路沿線上發(fā)生故障的情況下也不例外。

TC6812是一款多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，可測(cè)量多達(dá) 15 個(gè)串聯(lián)連接電池的電壓，總測(cè)量誤差小于 2.2mV。LTC6812-1 的電池測(cè)量范圍為 0V 至 5V，因而適合大多數(shù)電池化學(xué)組成。所有 15 節(jié)電池可在 245µs 內(nèi)完成測(cè)量，并且可選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以實(shí)現(xiàn)高的噪聲抑制。