為了給車輛提供充足的電力，需要數十或數百節電池。這些電池配置成一長串
，提供高達 1000V shenzhigenggaodedianya。dianchiguanlidianzidianlubixuzaizhezhongdianyafeichanggaodehuanjingzhongyunxing
，bingyizhigongmodianyaxiaoying，tongshichayihuadicelianghekongzhidianchichuanzhongdemeiyijiedianchi。dianchiguanlidianzidianlubixunenggoujianglaizi電池組的信息傳送到一個中心點，以對其進行處理。

 

此(ci)外(wai)，在(zai)車(che)輛(liang)或(huo)其(qi)他(ta)大(da)功(gong)率(lv)應(ying)用(yong)中(zhong)使(shi)用(yong)高(gao)壓(ya)電(dian)池(chi)組(zu)以(yi)後(hou)
，會(hui)伴(ban)隨(sui)出(chu)現(xian)一(yi)些(xie)棘(ji)手(shou)的(de)情(qing)況(kuang)，例(li)如(ru)工(gong)作(zuo)時(shi)電(dian)氣(qi)噪(zao)聲(sheng)非(fei)常(chang)大(da)，溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)非(fei)常(chang)寬(kuan)。人(ren)們(men)希(xi)望(wang)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)可(ke)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)擴(kuo)大(da)工(gong)作(zuo)範(fan)圍(wei)
、延長壽命
、提高安全性和可靠性，同時最大限度降低成本
、減小尺寸和重量。

 

2008 年，淩力爾特宣布推出首款高性能多節電池的電池組監視器 LTC6802。其主要特色包括：以 0.25% 的最大總體測量誤差
、在 13ms 內測量多達 12 節鋰離子電池；很多 LTC6802 IC 可以串聯連接
，以同時監視很長的高壓電池串中的所有電池。多年來
，淩力爾特不斷改進 LTC6802
，提供了很多新的版本。所有這些版本都是為了在混合動力 / 電動型汽車 (HEV)
、電動汽車 (EV) 以及針對其他高壓、大功率電池組提供精確的電池管理。

 

 

LTC6811 是淩力爾特公司最新的多節電池之電池組監視器
，采用了超級穩定的電壓基準、高壓多路複用器、16 位增量累加 ADC 和 1Mbps 隔離式串行接口。LTC6811 以好於 0.04% 的準確度測量多達 12 節串聯連接電池的電壓。憑借 8 個可編程 3 階低通濾波器
，LTC6811 可非常出色地降低噪聲。在最快速 ADC 模式，可在 290μs 內完成全部電池的測量。

 

通過淩力爾特公司專有的兩線 isoSPI 接口，多個 LTC6811 可以互連並同時工作。每個 LTC6811 都集成了 isoSPI 接口，以直至 1Mbps 都能提供很高的抗 RF 噪聲性能

，並在僅用雙絞線的情況，允許使用長達 100 米的電纜。LTC6811 提供兩種通信選擇：使用 LTC6811-1 時
，以菊花鏈方式連接多個器件，所有器件都連至一個主處理器
；使用 LTC6811-2 時


，多個器件並聯連接至主處理器，每個器件是單獨尋址的。

 

LTC6811 為在 -40°C 至 125°C 溫度範圍內工作做了全麵規定。該器件是麵向 ISO 26262 (ASIL) 兼容係統設計的，通過其冗餘電壓基準
、邏輯測試電路、交叉通道測試、開路檢測功能、看門狗定時器和串行接口數據包差錯檢驗
，提供了非常大的容錯範圍。就采用淩力爾特 LTC6804 的現有設計而言，LTC6811 是一款引腳兼容型替代產品，且具備額外的濾波器截止頻率
、額外的被動和主動平衡控製功能、新的 ADC 命令以及額外的容錯範圍以保證功能安全性。

 

圖1: 多節電池的電池組監視器

 

 

LTC6811 可用來實現具備以下特點的係統：具備高可靠性、高穩定性和高測量準確度
，將在高壓、極端溫度、熱插拔和具電氣噪聲的環境中運行很多年。LTC6811 還支持 ISO 26262 標準所定義的汽車的功能安全性。ISO 26262 xitonghuadiyingduileqichezhongdedianzihedianqixitongguzhangyinqideqianzaiweixian。zhejiuyaoqiuxitongbixubuduanquerenguanjiandianzidianluchuyuzhengchangyunxingzhuangtai
，lirudianchidianyaceliangdianzidianlu。weilezuodaozheyidian，LTC6811 提供廣泛的內部診斷功能
，以驗證這類電子電路是否正常運行：

 

電池和監視器之間的開路檢測

 

輔助電壓基準以確認主基準準確度在 ±5mV 之內

 

對 12 節電池組成的電池組進行電壓測量
，確認電池測量準確度在 ±0.25% 之內

 

雙通道測量以確認多路複用器和 ADC 準確度在 0.01% 之內

 

同時進行雙濾波器測量以確認濾波器正常工作

 

內部電源電壓測量

 

存儲器自測試

 

利用通用 I/O，通過傳感器和外部器件進行冗餘監視

 

 

為了實現卓越的準確度
，LTC6811 采用了一個專用掩埋式齊納電壓基準。掩埋式齊納電壓基準隨時間和工作條件變化
，提供出色的長期穩定性和準確度。結果是，LTC6811 能夠以不到 1.2mV 的誤差測量所有電池。

 

圖2：掩埋式齊納電壓基準的出色溫度漂移性能

 

此外
，即使在有噪聲情況下
，LTC6811 也可通過濾除電池電壓上的噪聲，確保出色的測量準確度。這是通過使用增量累加 ADC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)實(shi)現(xian)的(de)。使(shi)用(yong)增(zeng)量(liang)累(lei)加(jia)轉(zhuan)換(huan)器(qi)時(shi)，在(zai)轉(zhuan)換(huan)期(qi)間(jian)會(hui)對(dui)輸(shu)入(ru)多(duo)次(ci)采(cai)樣(yang)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)。結(jie)果(guo)是(shi)，內(nei)置(zhi)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)消(xiao)除(chu)了(le)作(zuo)為(wei)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)源(yuan)的(de)噪(zao)聲(sheng)，這(zhe)時(shi)截(jie)止(zhi)頻(pin)率(lv)是(shi)按(an)照(zhao)采(cai)樣(yang)率(lv)建(jian)立(li)的(de)。LTC6811 采用快速 3 階增量累加 ADC，該 ADC 具可編程采樣率
，提供 8 個可選截止頻率。結果是，出色地降低了噪聲，還得到了 8 種可編程測量速率，從而允許在短短 290μs 時間內完成對 12 節電池的測量。

 

圖3：LTC6811 增量累加轉換器

 

 

LTC6811 被設計以在電池係統中最關鍵的位置上工作，直接連接到電池。這個位置處於 BMS 微處理器和外部設備之間，因此 LTC6811 可以監視電池傳感器
，獲得電池電流或溫度等數值
，並顯示這些值與電池測量值之間的密切相關性。LTC6811 在這個位置上有幾種發揮作用的方式。

 

LTC6811 提供非常靈活的通用 I/O，可作為數字輸入

、數字輸出或模擬輸入工作。當作為模擬輸入工作時
，LTC6811 可測量從 V- 至 5V 的任何電壓，測量準確度與測量電池時相同。此外
，LTC6811 允許電池測量與這些外部信號同步，或與包含 12 節電池的電池組電壓同步。LTC6811 還具備一種內置功能
，即通過數字 I/O 控製 I2C 或 SPI 從屬器件。這使 LTC6811 能夠控製更加複雜的功能，例如控製多路複用器以增加模擬輸入
，或控製 EEPROM 以存儲校準信息。

 

LTC6811 有內部被動平衡 FET
，可給單獨的電池放電，或直接控製更大的大功率外部 FET。LTC6811 可(ke)配(pei)置(zhi)為(wei)在(zai)低(di)功(gong)率(lv)狀(zhuang)態(tai)給(gei)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian)，例(li)如(ru)當(dang)電(dian)池(chi)包(bao)處(chu)於(yu)靜(jing)態(tai)時(shi)。此(ci)外(wai)，每(mei)節(jie)電(dian)池(chi)的(de)放(fang)電(dian)輸(shu)出(chu)都(dou)可(ke)以(yi)在(zai)獨(du)立(li)的(de)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)接(jie)通(tong)。這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)當(dang)電(dian)池(chi)監(jian)視(shi)器(qi)未(wei)激(ji)活(huo)時(shi)，電(dian)池(chi)能(neng)夠(gou)在(zai)長(chang)時(shi)間(jian)內(nei)保(bao)持(chi)平(ping)衡(heng)。這(zhe)些(xie)平(ping)衡(heng)引(yin)腳(jiao)還(hai)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)串(chuan)行(xing)接(jie)口(kou)使(shi)用(yong)

，以(yi)控(kong)製(zhi)淩(ling)力(li)爾(er)特(te)的(de) LT8584 主動平衡電路。LT8584 是一款單片反激式 DC/DC 轉換器
，在失配電池組成的電池組中，可用來恢複多於 99% 的容量。通過 LTC6811 SPI 主控功能，LTC6811 可以連至淩力爾特基於 SPI 的主動平衡 IC LTC3330。LTC3300 是一款故障保護控製器 IC

，用於實現雙向主動平衡
，可向 12 節或更多相連電池高效傳送電荷，或將這些電池的電荷傳送出去。

 

圖4：具主動平衡的電池組監視器

 

 

為方便集成 LTC6811 的功能並縮短開發時間，淩力爾特新的 Linduino? One 為 LTC6811 提供了全麵支持。Linduino One 是一款 Arduino Uno 兼容的微控製器電路板，與 USB 完全隔離
，直接連至 LTC6811 演示電路板。這個平台具備內置引導程序，可快速在線更新固件，是一款簡便
、穩定的硬件開發平台。因為 Arduino 是一款開源平台，BMS 設計師可非常容易地訪問簡便和強大的 Arduino 集成式開發環境 (IDE)。名為 bmsSketchbook 的代碼庫提供 LTC6811 示例代碼，用來在任何標準 C 編譯器中進行編譯。例如，bmsSketchbook 包括很多例程，包括讀寫配置值、讀寫電池電壓、運行自測試、運行冗餘測試、以及控製被動平衡。

 

圖5：Linduino One 是一款 Arduino Uno 兼容的微控製器電路板
，與 USB 完全隔離並直接連至 LTC6811

 

 

淩力爾特的 LTC6811 是第四代高性能多節電池監視器。LTC6811 與其前一代 LTC6804 是引腳兼容和軟件兼容的。與 LTC6804 相比，LTC6811 成本更低，提供額外的濾波器截止頻率、額外的被動和主動平衡控製功能

、新的 ADC 命令以及額外的容錯範圍以保證功能安全性。LTC6811 還得到了淩力爾特 Linduino One 的全麵支持，以方便評估和開發工作。

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