飞思卡尔电池管理芯片飞思卡尔电池管理芯片MM9Z1_638的应用设计的应用设计
本文主要介绍飞思卡尔新型电池管理芯片MM9Z1_638在锂电池管理以及被动均衡方面的应用。以4块锂电池的
监控为模型,详细说明了基于MM9Z1_638的系统设计、各个模块的应用,以及元件参数的选择。
引言
随着中国市场对电池需求的迅速增大,越来越多的公司加入到电池管理的开发、设计中来。飞思卡尔半导体适时推出多路电池
管理芯片MM9Z1_638。本文着重介绍MM9Z1_638电池管理系统的搭建、各个模块的功能,以及所用元件的选型,希望帮助
读者掌握基于MM9Z1_638的电池管理系统原理,并快速实现电池管理系统的设计。
1 MM9Z1_638特性
MM9Z1_638是一个全面集成的电池监控器件。该器件可通过一个外部分流电阻进行精确电流测量,可通过使用内部校准电阻
分频器或外部分频器提供4路电压测量,其包括一个内部温度传感器,可贴紧电池并测量电池温度,外加4个外部温度传感器
输入。
MM9Z1_638包括LIN 2.2协议和物理接口以及一个MSCAN协议控制器,可通过外接一个CAN接口芯片与汽车总线连接。
MM9Z1_638特性如下:
◆ 宽电池电流测量,可实现片上温度测量。
◆ 采用内部电阻分频器提供4块电池电压测量,采用外部电阻分频器提供最多5个直流电压测量。
◆ 电压通道和电流通道间的测量同步。
◆ 5个外部温度传感器输入,同时为外部温度传感器供电。
◆ 低功耗模式,采用低电流工作。
◆ 多唤醒源:LIN、计时器、高压输入、外部CAN接口、电流阈值和集成。
◆ 提供高精度内部振荡器,并提供与外部晶体的连接。
◆ 支持LIN 2.2/ 2.1/ 2.0协议和物理接口。
◆ 提供MSCAN协议控制器,能够为8引脚和14引脚CAN接口供电。
◆ S12Z MCU,带有128 KB闪存、8 KB RAM、4 KB EEPROM。
2 MM9Z1_638组成的电池监控系统
单片MM9Z1_638最多可实现对4块锂电池的监控,组成的电池监控系统如图1所示。
其中,Vsup的正常工作电压为3.5~28 V。Vbat1=2.2 μF,Vbat2=100 nF。
图1 MM9Z1_638电池监控系统
2.1 电池电压的测量
通过VSENSE0~3来测量4块电池的电压,如图2所示。
其中,电池#1的电压应为VSENSE0-(VSENSEL-VSENSEH),其他电池的电压是两个VSENSE的差。各通道电压测量范围
如表1所列。
图2 电池电压测量
表1 各通道电压范围
2.2 电池电流的测量
如图3所示,在电池的负端串接一个Rshunt电阻(分流电阻),通过测量Rshunt两端的电压,计算出电池的电流。Rshunt可
以采用50~200 μΩ。ISENSEH/L的正常测量范围为-0.3~0.3 V。
2.3 电池温度的测量
通过NTC来测量每一块电池的温度,把NTC贴在电池的表面,每一路温度测量电路如图4所示,温度的正常测量范围(PTB0
~3)为0~1 V。