還記得電影《鱷魚鄧迪》中的臺詞嗎：“那是一把刀？這是一把刀！在電動汽車世界中，這句話翻譯為“那是電池？這是電池！電動汽車 （EV） 由巨大的電池組供電，電池組由串聯(lián)的長串電池組成。這些電池組通常由鋰離子（Li+）電池組成，可以實現(xiàn)高于800V的工作電壓。但是，如果過度充電，這種電池化學(xué)成分的材料可能會損壞。必須監(jiān)控每個電池電壓，如有必要，必須采用適當(dāng)?shù)目刂品椒ㄒ员苊膺^電壓。過大的電池漏電流、過壓、欠壓和極端溫度都可能導(dǎo)致性能下降甚至災(zāi)難性故障。

圖 2 中描述的典型 EV 電池由 6720 節(jié) Li+ 電池組成，由 3 個控制模塊管理。每個電池的容量為54.100Ah，加起來電池總標(biāo)稱能量存儲為3kWh（54.4Ah x 2.6720V x 96電池）。該系列70行，每行由403節(jié)電池并聯(lián)組成，電池電壓總計為2.96V（4行x 2.248V），容量為100Ah（403kWh / 2.3V或54.70Ah x <>列）。

圖2.菊花鏈?zhǔn)诫姵亟M和控制

這允許電動汽車在耗盡電池之前以 300 英里/小時的速度行駛 50 英里 6 小時。EV電機(jī)將消耗41A（248Ah/6h）的平均電流。在圖2的菊花鏈配置中，所有控制模塊都通過IC1與中央微處理器串行通信。微處理器和第一個模塊之間以及從一個模塊到下一個模塊之間都需要隔離。數(shù)據(jù)鏈路必須在嘈雜的大功率電池環(huán)境中可靠運(yùn)行，其中存在高dV/dt電源噪聲和共模電流注入（由電磁場感應(yīng)）。

不幸的是，當(dāng)涉及到電池組時，很多事情都可能出錯。性能下降甚至災(zāi)難性故障都可能由過度的漏電流、高或低電壓以及電池的極端溫度觸發(fā)。這些故障的表現(xiàn)因電池單元配置而異。在串聯(lián)電池組中，更容易發(fā)現(xiàn)電壓變化，而在并聯(lián)配置中，漏電流被放大。在串聯(lián)-并聯(lián)配置的混合配置中，如圖2所示，漏電流偏差更容易測量，而單個壞電池引起的電壓偏差會衰減，需要更高精度的測量。

現(xiàn)在，您不能在不損壞其活性材料的情況下真正對Li+和鋰聚合物電池化學(xué)物質(zhì)過度充電。在串聯(lián)電池串中，您必須監(jiān)控每個電池電壓的充電狀態(tài)（SOC）。如果需要，必須應(yīng)用適當(dāng)?shù)目刂品椒ǎ员苊庥捎谶^充電而導(dǎo)致的過壓。并聯(lián)電池往往是自平衡的，因為并聯(lián)連接將所有電池保持在相同的電壓下，以防止單個電池的電壓失控。因此，在如圖2所示的細(xì)胞矩陣中，監(jiān)測由一排細(xì)胞而不是單個細(xì)胞進(jìn)行。所示的每個模塊都包含通過開關(guān)陣列和連接在電池節(jié)點上的電阻器進(jìn)行平衡所需的所有電子設(shè)備。

電池電壓測量的準(zhǔn)確性對于安全原因以及最大化電池容量非常重要。每一毫伏的不準(zhǔn)確性最終都會轉(zhuǎn)化為電池利用率的降低。精度是影響電池健康狀態(tài) （SoH） 和 SOC 的參數(shù)之一。

汽車安全完整性等級 （ASIL） 是由 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)定義的風(fēng)險分類方案。標(biāo)準(zhǔn)ASIL A至ASIL D確定了四個風(fēng)險級別，后者對應(yīng)于最低風(fēng)險級別。符合ASIL標(biāo)準(zhǔn)的IC配備了必要的診斷功能，以檢測特定的故障條件。

汽車智能傳感器數(shù)據(jù)采集 IC 解決了電池安全、診斷和平衡等問題。MAX17843為可編程、高壓電池監(jiān)測接口，具有豐富的安全特性。模擬前端 （AFE） 將 12 通道電壓測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與高壓開關(guān)組輸入相結(jié)合。圖2中的<>個模塊均由單個IC供電。兩個輔助模擬輸入可用于測量外部熱敏電阻元件。負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻可通過AUXIN模擬輸入進(jìn)行配置，以精確監(jiān)控模塊或電池單元溫度。熱過載檢測器禁用板載線性穩(wěn)壓器以保護(hù)IC。也可提供芯片溫度測量。

審核編輯：郭婷