电池监视要求
名称：万用表
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简介：在电池监视系统架构之间作抉择时，至少有5个需要平衡的主要要求。它们的相对重要性取决于最终客户的需求和期望。 1. 准确性。为了利用可能的最大电池容量，电池监视器需要准确。不过，汽车是一种噪声系统，在很大的频率范围内存在电磁干扰。任何的准确性...
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- 产品介绍
在电池监视系统架构之间作抉择时，至少有5个需要平衡的主要要求。它们的相对重要性取决于最终客户的需求和期望。
1. 准确性。为了利用可能的最大电池容量，电池监视器需要准确。不过，汽车是一种噪声系统，在很大的频率范围内存在电磁干扰。任何的准确性降低都会对电池组寿命和性能造成有害影响。
2. 可靠性。不管采用何种电源，汽车制造商必须满足极高的可靠性标准。此外，高能量容量以及有些电池技术潜在的不稳定本性是人们担心的主要安全问题。相对于严重的电池故障，在保守性条件下执行关断操作的故障安全系统更加可取，尽管它有可能使乘客不幸滞留。因此，必须仔细监视和控制电池系统，以在系统中确保对整个电池寿命期的全面控制。为最大限度减少假的和真的故障，一个良好设计的电池组系统必须有鲁棒的通信，最大限度减少故障模式以及故障检测。
3. 可制造性。现代的汽车已包含大量采用复杂布线线束的电子产品。就汽车制造而言，增加复杂的电子电路和配线以支持电动汽车/混合动力电动汽车电池系统会使复杂性更高。总的组件和连接数量必须尽量地少以满足严格的尺寸和重量限制，并确保大批量生产是切实可行的。
4. 成本。复杂的电子控制系统可能很昂贵，最大限度减少如微控制器、接口控制器、电流隔离器和晶振等成本相对高昂的元件数量可大大降低系统的总成本。
5. 功率。电池监视器本身也是电池的负载，其较低的工作电流可提高系统效率，较低的备用电流可在汽车熄火后防止电池过度放电。
电池监视架构
假设一个由96个电池组成的系统以12个电池为一组分成8组，表中对这种情况下的每种架构的优点和缺点进行了总结。在每种情况下，一个监视模块监视一个由12个电池组成的电池组。每种架构都设计为一个自主的电池监视系统，都提供到汽车主CAN总线的CAN总线接口，且与汽车的其余部分是电流隔离的。
1．并行独立CAN模块
每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有监视模块、微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。系统所需的大量电池监视数据会使汽车的主CAN总线崩溃，因此这些CAN模块需要在局域CAN子网上。CAN子网由主控制器协调，该控制器还提供至汽车主CAN总线的网关。
2．具CAN网关的并行模块每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有监视模块和数字隔离器。这些模块与控制器电路板有独立的接口连接，控制器电路板上含有微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。微控制器协调这些模块并提供到汽车主CAN总线的网关。
3．具CAN网关的单个监视模块
在这种配置中，由12个电池组成的模块内部没有监视和控制电路，而是在单个电路板上有 8个监视器IC，每个IC都连接到其电池模块。监视系统器件通过非隔离SPI兼容串行接口通信。单个微控制器通过SPI兼容串行接口控制全部电池组监视器，并充当到汽车主CAN总线的网关。这些再加上CAN收发器和电流隔离变压器就形成了完整的电池监视系统。
4．具CAN网关的串行模块
这种架构类似于单个监视模块，除了每个监视系统都在由12个电池组成的模块内部的电路板上。这8个模块通过监视模块非隔离SPI兼容串行接口通信，这需要在电池模块对之间连接3或4个传导电缆。单个微控制器通过底部监视器IC控制全部电池组监视器，同时兼作到汽车主CAN总线的网关。这里仍然需要CAN收发器和电流隔离变压器以形成完整的电池监视系统。
电池监视架构选择
由于并行接口需要大量连接和外部隔离，第1种和第2种架构一般易产生问题。为应对复杂性提高的问题，设计工程师需要实现到每个监视器器件的独立通信。第3种和第4种架构都是限制最少的简化方法。
电动汽车对电池组有大量需求。汽车制造商希望具经济效益的电池系统，以满足他们严格的可靠性要求。凌力尔特公司最新的电池监视器IC给系统设计工程师在性能不打折扣的情况下选择最佳电池组架构带来很大的灵活性。
1. 准确性。为了利用可能的最大电池容量，电池监视器需要准确。不过，汽车是一种噪声系统，在很大的频率范围内存在电磁干扰。任何的准确性降低都会对电池组寿命和性能造成有害影响。
2. 可靠性。不管采用何种电源，汽车制造商必须满足极高的可靠性标准。此外，高能量容量以及有些电池技术潜在的不稳定本性是人们担心的主要安全问题。相对于严重的电池故障，在保守性条件下执行关断操作的故障安全系统更加可取，尽管它有可能使乘客不幸滞留。因此，必须仔细监视和控制电池系统，以在系统中确保对整个电池寿命期的全面控制。为最大限度减少假的和真的故障，一个良好设计的电池组系统必须有鲁棒的通信，最大限度减少故障模式以及故障检测。
3. 可制造性。现代的汽车已包含大量采用复杂布线线束的电子产品。就汽车制造而言，增加复杂的电子电路和配线以支持电动汽车/混合动力电动汽车电池系统会使复杂性更高。总的组件和连接数量必须尽量地少以满足严格的尺寸和重量限制，并确保大批量生产是切实可行的。
4. 成本。复杂的电子控制系统可能很昂贵，最大限度减少如微控制器、接口控制器、电流隔离器和晶振等成本相对高昂的元件数量可大大降低系统的总成本。
5. 功率。电池监视器本身也是电池的负载，其较低的工作电流可提高系统效率，较低的备用电流可在汽车熄火后防止电池过度放电。
电池监视架构
假设一个由96个电池组成的系统以12个电池为一组分成8组，表中对这种情况下的每种架构的优点和缺点进行了总结。在每种情况下，一个监视模块监视一个由12个电池组成的电池组。每种架构都设计为一个自主的电池监视系统，都提供到汽车主CAN总线的CAN总线接口，且与汽车的其余部分是电流隔离的。
1．并行独立CAN模块
每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有监视模块、微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。系统所需的大量电池监视数据会使汽车的主CAN总线崩溃，因此这些CAN模块需要在局域CAN子网上。CAN子网由主控制器协调，该控制器还提供至汽车主CAN总线的网关。
2．具CAN网关的并行模块每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有监视模块和数字隔离器。这些模块与控制器电路板有独立的接口连接，控制器电路板上含有微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。微控制器协调这些模块并提供到汽车主CAN总线的网关。
3．具CAN网关的单个监视模块
在这种配置中，由12个电池组成的模块内部没有监视和控制电路，而是在单个电路板上有 8个监视器IC，每个IC都连接到其电池模块。监视系统器件通过非隔离SPI兼容串行接口通信。单个微控制器通过SPI兼容串行接口控制全部电池组监视器，并充当到汽车主CAN总线的网关。这些再加上CAN收发器和电流隔离变压器就形成了完整的电池监视系统。
4．具CAN网关的串行模块
这种架构类似于单个监视模块，除了每个监视系统都在由12个电池组成的模块内部的电路板上。这8个模块通过监视模块非隔离SPI兼容串行接口通信，这需要在电池模块对之间连接3或4个传导电缆。单个微控制器通过底部监视器IC控制全部电池组监视器，同时兼作到汽车主CAN总线的网关。这里仍然需要CAN收发器和电流隔离变压器以形成完整的电池监视系统。
电池监视架构选择
由于并行接口需要大量连接和外部隔离，第1种和第2种架构一般易产生问题。为应对复杂性提高的问题，设计工程师需要实现到每个监视器器件的独立通信。第3种和第4种架构都是限制最少的简化方法。
电动汽车对电池组有大量需求。汽车制造商希望具经济效益的电池系统，以满足他们严格的可靠性要求。凌力尔特公司最新的电池监视器IC给系统设计工程师在性能不打折扣的情况下选择最佳电池组架构带来很大的灵活性。
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