一文掌握电动汽车电池管理方案

测量多达 12 个串联电池的电压，可堆叠式架构能支持几百个电池

2.内置 isoSPITM 接口： 1Mbps 隔离式串行通信，采用单根双绞线，长达 100 米， 低 EMI 敏感度和辐射

3. 1.2mV 最大总测量误差，可在 290μs 内完成系统中所有电池的测量：同步的电压和电流测量

4. 具频率可编程三阶噪声滤波器的 16 位增量累加 （ΔΣ） 型 ADC

5. 针对 ISO26262 标准的系统工程设计，具可编程定时器的被动电池电荷平衡

6. 5 个通用的数字 I/O 或模拟输入： 温度或其他传感器输入，可配置为一个 I2C或 SPI 主控器

7. 4μA 睡眠模式电源电流

Linear Technology方案应用图

Intersil方案

Intersi 的ISL78600锂离子电池管理器集成电路监督多达12串联连接的电池。提供准确的监测，电池均衡和广泛的系统诊断功能。三种电池平衡模式结合-手动均衡模式，定时平衡模式和自动平衡模式。自动均衡模式下终止时表示由主机微控制器规定的电荷转移的价值已经达到了平衡作用。

Intersil的HEV/EV解决方案保证了客户遵从ISO26262 （ASIL） 规范，防止电池组出现故障。该解决方案还对所有主要内部功能提供了内置的故障检测，而且能够检测外部故障，例如线路中断、过电压和低电压，以及温度和电池平衡故障。

Intersil电池管理系统为精确的充电状态测量提供了所需的高精确度，从而延长车辆行驶里程和高性能锂离子电池的寿命。为了做到这一点，每个芯片都采用一个14位温度补偿式的数据转换器，可在250微秒内扫描12个通道。

为了使系统内的通信尽可能达到最高的可靠性，Intersil电池管理器采用高抗噪和瞬态容错通信机制。这种全差分菊链架构允许使用低成本的双绞线将多个电池组堆叠在一起，同时防止热插拔和较高的瞬态电压。Intersil 解决方案的优点可显著降低电池管理系统的总体成本。

ISL78600允许通过2.5MHz SPI或400KHz I2C接口轻松地连接微控制器，并且可在-40°C至+105°C的温度范围内运行。

Intersil电池管理系统（BMS）方案图

TI方案

TI提供锂离子电池监控（适合3-16节串联电池）、电池保护、认证和外设 IC 的多功能组合。监控器采集重要电池参数，如电压、电流和温度，并将这些信息转发给微控制器。电池保护器检测从简单（仅过压）到高级（检测更多故障）的多种故障条件，如过压、欠压、放电过流和短路。认证和识别 IC 提供针对电池组和配件（如充电电缆和打印机墨盒）的安全认证或识别。电池外设 IC 可通过先进技术（如主动电池平衡 （ACB） 技术）大幅扩充电池组的容量。

方案特点：

TI推荐电动车所采用的主动均衡方式：每个电池芯藉由矩阵开关控制变压器与充电线路的组合，形成一个有调整功能的电压／电流「蓄水池」的功能，当电池芯由于多次充放电后产生不一致性而导致整组电池充放电容量下降，可藉由后端连接蓄水池的线路做调整，充电时不会因为监控到某个电池芯内压过高而停止充电，放电时也可以完全的100%的释放能源，进而延长电动车的行驶距离。

TI在隔离式DC-DC主动均衡技术的能源转换效率高达87%。像EM1410芯片组由5颗核心芯片加上5颗电源供应芯片所组成，其中最主要的 EMB1432为十四信道AFE芯片、EMB1428为七信道闸控制器芯片，与EMB1499为七信道电压控制芯片等，来建构十四通道双向主动式电池芯均衡功能，串联14颗电池芯与最高60V工作电压，提供5V双向均衡电压与最大750V堆栈输出电压能力，并满足AECQ-100车用电子验证标准。

德州仪器 （TI）电池管理系统（BMS）方案图

ADI 方案

ADI的AD7280A 内置对电动汽车所用叠层锂离子电池进行通用监控所需的全部功能。该器件具有多路复用电池电压和辅助ADC测量通道，可用于最多6个电池的电池管理。同时提供±3 ppm内部基准电压，使电池电压精度可达±1.6 mV。ADC分辨率为12位，转换48个单元只需7 μs时间。

AD7280A采用单VDD电源供电，电源电压范围为8 V至30 V（绝对最大额定值为33 V）。该器件提供六个差分模拟输入通道，以处理整个VDD范围内的大共模信号。各通道允许的输入信号范围（VIN（+）至VIN（−））为1 V至5 V。输入引脚可接受六个串联叠置的电池。此外器件内置六个辅助ADC输入通道，可用于温度测量或系统诊断。

AD7280A内置片内寄存器，可根据应用要求对通道测量的时序进行编程。另外还内置动态提醒功能，可检测电池电压或辅助ADC输入是否超出用户定义的上限或下限。AD7280A具有电池平衡接口输出，用来控制外部FET晶体管，允许