對於被設計到HEV、PHEV和EV動力傳動係統中的電池組而言，實現高可靠性、高性能和長壽命的關鍵因素之一是電池管理係統（BMS）中所使用的電子組件。目前為止
，大部分電池組設計采用了集中式的實用BMS硬ying件jian，局ju限xian於yu在zai規gui模mo較jiao大da的de裝zhuang配pei中zhong。特te別bie是shi，電dian池chi和he相xiang關guan設she備bei的de電dian氣qi噪zao聲sheng工gong作zuo環huan境jing對dui數shu據ju通tong信xin鏈lian路lu提ti出chu了le非fei常chang嚴yan格ge的de要yao求qiu，而er通tong信xin鏈lian路lu承cheng載zai了le車che內nei關guan鍵jian信xin息xi的de傳chuan輸shu。應ying用yong廣guang泛fan的deCANbus能夠處理這類噪聲，但是原始BMSshujudeshujutuntuliangxuqiujiqixiangguanzujianchengbendaozhiwufazaijiegouhuaxiyindeshejizhongcaiyongmokuaihuahefenbushidianchimokuai，tebieshizaitigonghaodefenpeizhongliangshang。

isoSPI接口是怎樣工作的

為解決複雜的幹擾問題
，所采用的主要技術是“平衡”雙線(兩條線都不接地)差分信號。這樣允許噪聲出現在導線上

，但因為兩條導線(共摸)shangdezaoshengjihuxiangtong，yincichuantoudechamoxinhaoxianghuzhijianxiangduidibushouyingxiang。weichulifeichangdadegongmozaoshengqinru，haixucaiyonggelifangfa，zuijiandandefangfashiyouxianqiaode變壓器實shi現xian磁ci耦ou合he。變bian壓ya器qi繞rao組zu耦ou合he穿chuan越yue介jie電dian勢shi壘lei的de重zhong要yao差cha異yi信xin息xi
，但dan由you於yu采cai用yong了le電dian隔ge離li，因yin此ci不bu會hui強qiang烈lie地di耦ou合he共gong模mo噪zao聲sheng。這zhe些xie與yu非fei常chang成cheng功gong的de以yi太tai網wang雙shuang絞jiao線xian標biao準zhun中zhong所suo使shi用yong的de方fang法fa相xiang同tong。最zui後hou一yi方fang麵mian是shi對dui信xin號hao傳chuan輸shu方fang案an進jin行xing相xiang應ying的de調tiao整zheng以yi提ti供gong一yi種zhong全quan雙shuang工gongSPI活動變換，可支持高達1Mbps的信號速率，而傳輸則僅需采用單根雙絞線。圖1顯示了理想的isoSPI差分波形，描述了能通過變壓器藕合的無直流脈衝，不會損失信息。通過脈衝的寬度
、極性和時序對傳統SPI信號的不同狀態變化進行編碼。
通過采用所有這些技術，isoSPI從設計一開始就支持無誤碼傳輸
，進行嚴格的大電流注入(BCI)幹擾測試
，在實際中
，淩力爾特公司演示了麵對超惡劣200mA  BCI下的全麵性能，在幾家主要汽車公司進行了同樣的演示
，isoSPI鏈路完全適合汽車底盤總線應用。isoSPI不bu但dan能neng夠gou提ti供gong模mo塊kuai間jian通tong信xin
，而er且qie要yao比bi其qi它ta板ban上shang隔ge離li方fang法fa成cheng本ben低di得de多duo，電dian池chi係xi統tong在zai高gao電dian壓ya環huan境jing下xia安an全quan的de運yun轉zhuan迫po切qie需xu要yao采cai用yong隔ge離li方fang法fa，因yin此ci這zhe提ti供gong了le額e外wai的de成cheng本ben節jie省sheng。

采用isoSPI降低複雜度

構建BMS通常涉及到連接模數轉換器(ADC)前端器件至處理器，這即是要與CANbus鏈路接口以實現車內的消息交換。圖2(a)顯示了類似的結構，隻需要兩個ADC器件就能夠支持傳統的SPI數據連接。采用SPI信號時，為滿足安全和數據完整性需求而實現徹底的電流隔離，每一個ADC單元都需要專用數據隔離單元。這可以利用磁性、容性或者光學方法從微處理器係統和CANbus網絡。
浮置電池組，但是由於它們不得不處理4個信號通路，因此是相當昂貴的組件圖2(b)顯示了相同的功能，但是采用了isoSPI來實現。一個小型的低成本變壓器替代了數據隔離器，實現主處理器單元和電池組之間的電隔離。在主微處理器側，一個小的適配器IC(LTC6820)提供了isoSPI主機接口。所示的ADC器件(LTC6804-2)具有集成型isoSPI從屬支持功能
，因此唯一必需增設的電路是平衡傳輸線結構所要求的正確終端電阻。圖中雖然隻顯示了兩個ADC單元
，但是
，一條擴展isoSPI總線可以服務16個單元。 
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isoSPI器件支持多分支總線或點對點菊花鏈

采用簡單的點對點連接時
，isoSPI鏈路工作當然非常好，如圖3所示
，雙端口ADC器件(LTC6804-1)nenggouxingchengwanquangelidejuhualianjiegou。zongxianhuozhejuhualianfangfayouxiangsidezongjiegoufuzaxing，yinci，butongdeshejigenjuyixiexiweidechabieerqingxiangyucaiyongqizhongyizhongfangfa。juhualianfangfachengbenyaoshaoweidiyixie，tabuxuyaodizhishezhigongneng，yibanzhiyongdaojiaojiandandebianyaqiouhe；而並行可尋址總線的容錯能力要好一些。

劃分BMS電子係統

圖2和圖3中顯示的實例電路采用了中心式體係結構，這是目前BMS設計比較典型的結構。然而
，集中式結構並未充分利用主要的isoSPI功能之一，即采用很長的外露布線運作。傳統的SPI連接並不適合這一任務，因此，目前的電池係統需針對電子係統中的通信限製而專門定製。采用isoSPI解決方案，避免了這些設計限製，可以實現更好更優的機械結構。

圖4(a)顯示了一個分布式菊花鏈BMS結構
，支持以分布式網絡的方式實現任意模塊化和功能。為滿足分布式電路的要求，網絡可能有很多ADC器件(LTC6804-1)以及線束級互聯。為ADC信息使用isoSPI網wang絡luo意yi味wei著zhe所suo有you數shu據ju處chu理li工gong作zuo可ke以yi合he並bing於yu一yi個ge微wei處chu理li器qi電dian路lu
，甚shen至zhi根gen本ben不bu需xu要yao與yu任ren何he電dian池chi單dan元yuan處chu於yu同tong一yi位wei置zhi。這zhe種zhong總zong體ti網wang絡luo的de靈ling活huo性xing基ji於yuisoSPI的BMS係統設計實現高性能


，並改善了性價比。

圖4(b)示出了一種在一根多分支總線中采用isoSPI的分布式BMS結構。雖然從外部看與圖(a)相似(包括汽車布線方麵)，但isoSPI傳輸線實際上是一個信號對

，其並聯所有的ADC器件(多達16個LTC6804-2)並隻終接總線的終端。某些總線實際上位於模塊的內部，但最終再次脫離以傳播至下一個模塊。
 
圖中需要注意的一點是
，當isoSPI部分出現線束情況時(從而要進行BCI幹擾測試)，在IC相關的isoSPI端口連接中放置了一個小的共模扼流圈(CMC)。CMC是一個很小的變壓器單元，隔離任何殘留的非常高頻(VHF)共模噪聲
，這些噪聲可能通過耦合變壓器的線圈間電容而泄露。此外，完全隔離線束以提高完整的安全性。

麵對新的挑戰

由於采用isoSPI結構後可減少電池模塊中的電子元器件數量，因此
，更容易滿足如ISO 26262等新標準，而且性價比很高。例如
，從冗餘角度看
，根據要求

，隻需要複製另一個ADC，將其加到isoSPI網wang絡luo中zhong。而er且qie，采cai用yong網wang絡luo方fang法fa支zhi持chi的de合he並bing處chu理li器qi功gong能neng，提ti供gong冗rong餘yu數shu據ju通tong路lu甚shen至zhi是shi雙shuang處chu理li器qi都dou是shi很hen簡jian單dan，而er且qie對dui封feng裝zhuang沒mei有you太tai大da的de影ying響xiang，隻zhi是shi在zai各ge種zhong模mo塊kuai中zhong根gen據ju需xu要yao增zeng加jia額e外wai的de電dian路lu，以yi實shi現xian可ke靠kao性xing目mu標biao。

結論

通過整合行之有效的數據通信技術，isoSPI提供了一種穩健和簡單的標準SPI設備遠程控製法，而這在以前是需要對CANbus進行額外的協議自適應調整。isoSPI兩線式數據鏈路是一種具成本效益的方法，可通過ADC的de靈ling活huo網wang絡luo化hua來lai改gai善shan電dian池chi管guan理li係xi統tong的de可ke靠kao性xing和he結jie構gou優you化hua。將jiang處chu理li器qi功gong能neng合he並bing到dao遠yuan離li電dian池chi的de地di方fang能neng實shi現xian電dian池chi組zu模mo塊kuai的de簡jian化hua
，從cong而er最zui大da限xian度du地di減jian少shao每mei個ge電dian池chi電dian子zi線xian路lu的de元yuan件jian數shu量liang。

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