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技术文章—如何打造安全可靠的BMS电池监测?

2019-06-26来源: EEWORLD关键字:BMS

2019 新能源汽车三电系统开发与测试技术大会前不久在世博展览馆举办,大会聚焦最新新能源汽车政策解读和分析、新能源车测试法规解读以及应用进展、典型车厂三电开发和测试要求以及最新应用、新能源三电开发及测试技术最新进展(包含功率、环境、电源测试)等。作为电池管理领域的领导厂商,ADI也在现场展示了其电池管理系统(BMS)解决方案。

 

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ADI现场展示的电池管理系统解决方案演示被工程师围观。

 

多年前开始,ADI在铅酸电池管理领域占有绝对市场份额的企业,现在其优势已经延伸至锂电池领域,并在国内动力电池管理领域占有超高市场份额。ADI 已经在汽车电池行业深耕多年, 从第一款电池管理的 IC开始,提供了业内优秀的BMS解决方案,目前已经发展到第五代。作为电动车的“心脏”,电池的健康状况不容忽视,需要电池管理系统监测电池状态,提供过充/过放等保护从而提高电池使用寿命。我们不妨看看在ADI在BMS上的关键方案和技术。

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ADI电池管理系统解决方案演示板

 

电池的电压进行监控

 

ADI公司电池管理系统部门还在现场向大家展示高压电池管理产品,采用36个串联锂电池组成的堆栈,基于LTC68xx产品系列和高压电流计数器LTC2949通过电池监控器测量每个电池的电压进行监控。ADI 的多节电池、高电压电池组监视器系列是完整的电池监视 IC,它们内置了 16 位 ADC、精准的电压基准、一个高电压输入多路复用开关MUX和一个SPI/isoPSI接口。可以把这些器件以菊花链的方式串联起来(无需使用光耦合器或光隔离器)以监视到长串联接电池中每节电池电压。

 

其中采用的LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多节电池的电池组监视器,就是专为汽车和运输机械应用,满足 AEC-Q100 标准。演示中将这36个电池分为3组,分别演示该系列的不同产品,一组包含18个电池,由LTC 6813进行测量。一组包含6个电池,由LTC 6810进行测量。最后一组包含12个电池,由LTC 6811进行测量。

 

这些电池监控器采用ADI的isoSPI技术,以隔离式菊花链进行连接,可以通过菊花链两端进行冗余通信。因此即便线束上发生单点故障,该系统也能继续运行。此外,还采用了ADI公司推出的高压列计数器LTC 2949,它通过监控堆栈电压和电流以及功率、电能,在电池管理系统中完成测量任务。

 

基于LTC68xx和LTC2949的电池监控器测量电路原理图。

 

高压BMS电池监测,这几款核心器件不能少

 

LTC?6811 是一款多节电池的电池组监视器,可测量多达 12 个串接电池并具有低于1.2mV 的总测量误差。0V 至 5V 的电池测量范围使 LTC6811 适合大多数电池化学组成。所有 12 节电池可在 290μs 内完成测量,并可选择较低的数据采集速率以实现高噪声抑制。

 

可以把多个 LTC6811 器件串接起来,因而能在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个 LTC6811 具有一个 isoSPI 接口,用于实现高速、抗 RF 干扰的远程通信。使用LTC6811-1 时,多个器件采用菊链式连接,且所有器件采用一根主处理器接线。而使用 LTC6811-2 时,则多个器件并联连接至主处理器,对每个器件进行个别寻址。

 

LTC6810 是一款多单元电池堆栈监控器。LTC6810 可测量多达 6 个串联连接的电池单元,总测量误差小于 1.8mV。LTC6810 具有 0V 至 5V 的电池测量范围,适合大多数电池化学应用。可在 290μs 内测量所有 6 个电池单元,并选择较低的数据采集速率以便降噪。

 

可将多个 LTC6810-1 器件串联,以便同时监测很长的高压电池串。每个 LTC6810 具有 isoSPI 接口,用于高速、RF 抗扰、远距离通信。多个器件使用 LTC6810-1 以菊花链形式与主机处理器连接,适用于所有器件。LTC6810-1 支持双向操作,甚至可与断线进行通信。多个器件使用 LTC6810-2 与主机处理器并联,且每个器件单独寻址。

 

BMS 电池电压监测关键电路功能框图。

 

LTC?6813是一款多节电池的电池组监视器,可测量多达 18 个串联连接电池的电压,并具有小于2.2mV 的总测量误差。0V 至 5V 的电池测量范围使 LTC6813-1 成为大多数电池化学组成的合适之选。所有 18 节电池可在 290μs 之内完成测量,并且可以选择较低的数据采集速率以实现高的噪声抑制。

 

同样可把多个 LTC6813器件串接起来,因而能够在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个 LTC6813具有一个 isoSPI 接口,用于实现高速、具有抗 RF 干扰能力的远程通信。多个器件采用菊链式连接,且所有器件采用一根主处理器接线。该菊链可进行双向运作,从而确保通信的完整性,即使在通信通路沿线上发生故障的情况下也不例外。

 

TC6812是一款多节电池的电池组监视器,可测量多达 15 个串联连接电池的电压,总测量误差小于 2.2mV。LTC6812-1 的电池测量范围为 0V 至 5V,因而适合大多数电池化学组成。所有 15 节电池可在 245μs 内完成测量,并且可选择较低的数据采集速率以实现高的噪声抑制。

 

可以将多个 LTC6812 器件串接在一起,从而能够在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个 LTC6812具有一个 isoSPI 接口,用于实现高速、具有抗 RF 干扰能力的远程通信。多个器件采用菊链式连接,且所有器件采用一根主处理器接线。此菊链可以双向运作,从而确保通信的完整性,即使在通信通路沿线上发生故障的情况下也不例外。



关键字:BMS

编辑:muyan 引用地址:http://www.groupepopcorn.com/dygl/ic465861.html
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