電動汽車電池管理系統

低壓電池監控器帶動高壓電動汽車,是電子市場的新路向,BMS監視芯片擁有任何電壓和任何電流水平下,能夠實現高性能,安全,靈活和可靠的電池管理系統。

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electric-car如果您尚未駕駛過電動汽車(electric vehicle,EV),包括混合電動汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)或全電動汽車,那麼您可能很快有。 之前的技術憂慮已經成為過去。 現在,您可以幫助保護環境,而不必擔心卡在其中。 世界各地的政府都提供了慷慨的財政激勵措施,以抵消電動汽車的高價,希望能夠引導您擺脫購買傳統內燃機(internal combustion engine ,ICE)車輛的麻煩。 一些政府已採取步驟強制汽車製造商製造和銷售電動汽車,希望市場最終將由它們主導,而另一些國家更劃清了一條界限,例如德國已經在努力在2030年之前禁止ICE汽車。

在汽車的大部分歷史中,創新一直集中在提高ICE的燃油燃燒效率,清除排放物同時提供舒適的用戶體驗上。 但是,ICE汽車的最新創新絕大部分是電子技術進步的直接結果,包括底盤系統、動力傳動系統、自動駕駛和高級駕駛員輔助系統(ADAS)、信息娛樂和安全系統的改進等。 EV具有與ICE車輛相同的許多電子系統,當然還有傳動系統本身。 根據美光科技(Micron Technology)的數據,電動汽車價值中的電子部分高達75%,隨著半導體技術的不斷發展,該部分的價值不斷增加,從而降低了各種電子模塊和子系統的成本。 甚至非傳統的汽車廠商,例如英特爾(INTEL)也都開始參與。

毫不奇怪,在電動汽車的所有電子子系統中,製造商和消費者都將目光投向電動汽車的心臟,即電池系統。 電池系統包括可充電電池本身,當前標準的鋰離子(Li-Ion)和電池管理系統(BMS),可最大程度地提高電池使用量和安全性。 Analog Devices, Inc. (ADI)公司的BMS解決方案是對其進行監控的標準。 ADI的LTC2949 EV電池組監視器是一系列智能BMS IC的最新產品,這些產品正在推動下一代EV BMS設計的發展。

電池管理系統

BMS的主要功能是監視電池狀態,如果是電動汽車,則監視很大型的電池組,甚至可能是電池組層。 BMS通常監視單個電池和電池組的電壓、電流、溫度、充電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)以及其他相關功能,例如冷卻液流量。 除了BMS具有明顯的安全性和性能優勢外,準確監控這些參數通常可以帶來更好的駕駛體驗,在這種情況下,駕駛員可以充分了解實時電池狀況。

為了更有效,BMS測量電路(例如新型LTC2949電池組監控器)必須精確,快速,具有高共模抑制電壓,消耗低功率並與其他設備安全通信。 EV BMS的其他職責包括將能量回收到電池組中(即「再生剎車」)、平衡電池、保護電池組免受電壓、電流和溫度的危險水平以及與其他子系統(例如充電器、負載、熱量管理和緊急關機)。

汽車製造商使用多種BMS監視拓撲來滿足其對準確性,可靠性,易於製造,成本和功耗的需求。 例如,例如利用ADI 公司LTC6811-1及LTC2949的分佈式拓撲強調本地智能的高精度,串聯電池組的高可製造性,以及通過低功耗SPI和isoSPITM接口進行IC間通信的最小功耗和高可靠性。

零件介紹

這裡,LTC2949用於低側電流檢測配置,其中isoSPI通信線與底部LTC6811-1電池監控器平行。 為了提高可靠性,可以通過將第二個isoSPI收發器連接到電池組的頂部並創建可以雙向通信的環形拓撲來實現雙重通信方案。 通過LTC6820 isoSPI-to-SPI信號轉換器實現與SPI主控制器的隔離通信。 ADI公司可堆疊的LTC681x多節電池監視器系列可用於測量多達6個,12個,15個或18個串聯電池單元的單個電壓,而單個LTC2949用於測量總電池組參數。 LTC681x和LTC2949共同構成了一個全面的EV BMS監視解決方案-對於某些人來說,該電路可能被稱為BMS的模擬前端(AFE)。

LTC2949是專為EV設計的高精度電流,電壓,溫度,電荷,功率和電能表。 通過測量這些關鍵參數,系統設計人員就可以計算整個電池組的實時SOC和SOH以及其他品質因數。

除ADI公司LTC2949,Renesas Electronics America Inc 公司的ISL94216及Texas Instruments公司的BQ2012都是電池監視器,都是另一選,不過ISL94216及BQ2012分別只支持「I²C、SPI」及「串行」,但是LTC2949則可以同時支持「I²C、串行、SPI」,這是優勢之一。

總結

電動汽車已成為主流,相信很快會開始被大量生產。為了保持競爭力,系統設計人員需要密切關注電池和BMS技術,這會深刻影響最終用戶的體驗。 BMS監視芯片擁有任何電壓和任何電流水平下,能夠實現高性能,安全,靈活和可靠的電池管理系統,通過準確讀取電流,電壓,功率,能量,電荷,溫度和時間,可以立即獲得電池SOH和SOC的準確評估,這將是很大優勢,亦同時滿足了對下一代EV BMS的關鍵需求。

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