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方案编号:APM_HEV-EV_2018
ADI公司混合动力汽车
(
HEV
)
/电动汽车
(
EV
)
锂电
池管理解决方案
应用描述
由于锂电池在混合动力汽车和纯电动汽车领域的出色电能和功
率特性,汽车行业目前普遍采用锂电池作为新能源汽车的解决
方案。对于插电式混合动力或纯电动汽车,通常需要几百伏电
压的电池组,锂电池正是理想之选。
尽管电池组尺寸不同,但各种锂电池动力系统在以下几方面具
有类似的要求:具备监控功能;在苛刻的环境下能够保持良好
的性能;提供可靠、安全的电量管理;降低系统的整体成本。
系统需求与设计挑战
为了最大限度的利用锂电池的电能,并且充分保证使用寿命,
必须引入复杂的电池监控电路。这些电子电路能够监控电池单
元的电压与温度,监控由多个电池单元串联而成的电池组的电
压与电流,平衡电池单元之间的电压,并跨越势垒传输数据信
号,其目的在于确保电池在驱动和充电时高效、安全地工作,
并能延长电池的使用时间。
在高共模电压和高达数百安培开关瞬变的情况下,电池管理系
统(BMS)必须对不同的电池单元进行精确的测量。系统的精度必
须达到mV级,采样必须在严格的延迟时间范围内保持同步。采
样速度和精度都会影响整个系统的效率。
可靠性是关键要求之一。系统必须提供安全机制,以便检测电
池单元、电缆、监控电路和通信总线等的故障。数据保护机制
也有助于进行错误检测。随着对功能安全的重视,系统渐渐要
满足功能安全的需求。
系统还要求BMS具备较低功耗以减少对电池电量的消耗,同时
避免加剧电池不平衡,所以监控器IC和隔离电路的功耗应尽可
能低。而且未来趋势是需要主动平衡方案。
ADI公司的解决方案
ADI公司是全球领先的信号处理和高性能模拟技术供应商,以品
质卓越、稳定可靠而著称,同时与全球领先的汽车电子厂商拥
有良好的合作关系。因此,完全具备深厚的技术实力和系统知
识提供优化的解决方案,满足这些具有挑战性的BMS需求。
自2008年起,ADI(LTC)锂电池监控IC产品已经发展到第四代。安
全性,精度和功能已经不断提高,始终是业界最佳选择。
ADI公司的最新的第四代锂电池主监控IC产品LTC6811分别能够
对12个通道的电压和温度进行监测(未来产品提供更灵活的通道
数),极限精度优于1.2 mV。多个LTC6811可采用菊花链连接。该
IC提供业界最快的转换速度和最佳数据保护。可在290 μs内检
测12个通道的数据。此外,IC还提供被动式电池单元平衡控制
功能。
ADI公司的隔离式产品
ADI公司的数字隔离器iCoupler
®
为汽车应用而优化,可在高数据
速率下实现最低功耗。其封装尺寸小、通道选项多,因此,它
所需组件量和占用电路板面积都最小;此外,该系列在整个使
用周期内提供其高可靠性和质量保证。该系列被广泛用做高电
压电路与低电压电路之间的SPI/GPIO/时钟隔离器。isoPower
®
是
ADI公司独特的集成电源数字隔离器解决方案,它提供隔离电源
和多通道数字隔离功能;与分立式dc至dc隔离器加数字隔离器
的方案相比,isoPower的成本更低、占用面积更小。ADI公司提
供多样的集成方案,产品种类仍在不断扩展。