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 甚shen至zhi更geng高gao的de電dian壓ya。電dian池chi管guan理li電dian子zi電dian路lu必bi須xu在zai這zhe種zhong電dian壓ya非fei常chang高gao的de環huan境jing中zhong運yun行xing，並bing抑yi製zhi共gong模mo電dian壓ya效xiao應ying，同tong時shi差cha異yi化hua地di測ce量liang和he控kong製zhi電dian池chi串chuan中zhong的de每mei一yi節jie電dian池chi。電dian池chi管guan理li電dian子zi電dian路lu必bi須xu能neng夠gou將jiang來lai自zi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 係xi統tong化hua地di應ying對dui了le汽qi車che中zhong的de電dian子zi和he電dian氣qi係xi統tong故gu障zhang引yin起qi的de潛qian在zai危wei險xian。這zhe就jiu要yao求qiu係xi統tong必bi須xu不bu斷duan確que認ren關guan鍵jian電dian子zi電dian路lu處chu於yu正zheng常chang運yun行xing狀zhuang態tai，例li如ru電dian池chi電dian壓ya測ce量liang電dian子zi電dian路lu。為wei了le做zuo到dao這zhe一yi點dian，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 kepeizhiweizaidigonglvzhuangtaigeidianchifangdian，lirudangdianchibaochuyujingtaishi。ciwai，meijiedianchidefangdianshuchudoukeyizaidulideshijianduanneijietong。zhejiushidedangdianchijianshiqiweijihuoshi，dianchinenggouzaichangshijianneibaochipingheng。zhexiepinghengyinjiaohaikeyizuoweichuanxingjiekoushiyong，yikongzhilingliertede 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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