圖2. 并行接入電池包的電池組
這種方法會(huì)使用更多的數(shù)字隔離器,因此成本比圖1 所示系統(tǒng)更高,但它可以同時(shí)要求所有電池群組報(bào)告電池組內(nèi)電池監(jiān)控器所監(jiān)測(cè)到的信息,從而能在更短的時(shí)間內(nèi)回讀所有電池?cái)?shù) 據(jù)。另一個(gè)好處是,當(dāng)菊花鏈發(fā)生問(wèn)題時(shí),如斷線或連接器接觸不良等,備用監(jiān)控器可以繼續(xù)監(jiān)控。將剩余電池包電壓與總電池組電壓進(jìn)行相關(guān)分析,仍然可以確定停止工作電池包的數(shù)據(jù)。
這種方法的確需要更多電纜,由于高達(dá) 75% 的電磁兼容性(EMC) 問(wèn)題與輸入/輸出(I/O) 端口有關(guān),因此這可能會(huì)引發(fā)問(wèn)題。 I/O 端口是一種開(kāi)放式通路,供靜電放電電荷、快速瞬變放電電荷或浪涌進(jìn)入一臺(tái)設(shè)備,以及供干擾信號(hào)逃逸——通過(guò)傳導(dǎo)I/O 線路上的雜散信號(hào),或者通過(guò)I/O 電纜的輻射。電池 組電纜較多的話,若不特別注意信號(hào)的穩(wěn)定性以及所選的通信協(xié)議,其 EMC 性能會(huì)大幅下降。因此,與端口相連的 I/O 設(shè)備的 EMC 性能對(duì)于整臺(tái)設(shè)備的 EMC 性能至關(guān)重要。
頗受歡迎的SPI通信協(xié)議適合同一印刷電路板 (PCB) 上的器件之間通信,但單端信號(hào)可能難以經(jīng)由 24 至36 英寸電線實(shí)現(xiàn) 可靠傳輸,尤其在高噪聲環(huán)境中。如果數(shù)字信號(hào)要在板外傳輸,則謹(jǐn)慎起見(jiàn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可能需使用差分收發(fā)器,例如 ADM485. 這些收發(fā)器可以采用低端電源供電,無(wú)需直接耗用 電池組中的電池電源。
隔離技術(shù)是電池組通信的關(guān)鍵
為了提高電池組電壓,以便滿足重型私家車(chē)以及輕型卡車(chē)、貨車(chē)的更高功率電機(jī)需求,必須增加電池組中的電池?cái)?shù)量。除了增加串聯(lián)電池?cái)?shù)量之外,現(xiàn)在的許多電池包還含有并聯(lián)電池串,目的是提高整個(gè)電池包的安培小時(shí)(AH) 容量。必須監(jiān)控各并聯(lián)電池串,因而需要收集大量數(shù)據(jù)。與所有這些電池相關(guān)的電池監(jiān)控器數(shù)據(jù),必須在系統(tǒng)集成商設(shè)定的系統(tǒng)環(huán)路時(shí)間要求范圍內(nèi),可靠地回傳給電池測(cè)量系統(tǒng)(BMS) 微控制器。
因此,跨越系統(tǒng)間邊界提供可靠數(shù)據(jù)通信的難度也隨之增加。獲得汽車(chē)應(yīng)用認(rèn)證的隔離技術(shù),正是跨越典型電池組內(nèi)如此眾多的隔離邊界實(shí)現(xiàn)可靠通信的關(guān)鍵因素, ADI 公司就能夠提供這種技術(shù)。該技術(shù)的基礎(chǔ)是"磁隔離",變壓器則采用高性?xún)r(jià)比標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝以平面方式制造(參見(jiàn)圖3)。這有利于將多個(gè)隔離通道集成到單個(gè)器件中,或者將隔離通道與其它 半導(dǎo)體功能,如線路驅(qū)動(dòng)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等(例如隔離Σ-Δ調(diào)制器AD7400 )集成于一體。