大家好，小科来为大家解答以上问题。低压电池监控器进入高压电动汽车这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！
解答：
1、作者：Christopher Gobok ADI混合信号产品事业部高级产品营销工程师。
2、电动车辆
3、如果你没有驾驶过电动汽车，包括混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和全电动汽车，很有可能很快就会驾驶。
4、里程焦虑已经过去了。
5、现在，你可以帮助保护环境，而不用担心陷入其中。
6、世界各国政府都提供了慷慨的财政激励来抵消电动汽车的高价格，希望引导消费者不要购买内燃机(ice)汽车。
7、一些政府已经采取措施，迫使汽车制造商生产和销售电动汽车，希望市场最终由电动汽车主导，而另一些政府则设定了更具体的目标。
8、例如，德国已经努力到2030年禁止ICE汽车。
9、在汽车历史的大部分时间里，创新一直专注于提供舒适的用户体验，提高内燃机的燃料燃烧效率，并使排放更清洁。
10、然而，ICE汽车最近的大部分创新都是电子技术进步的直接结果，包括底盘系统、动力传动系统、自动驾驶和高级驾驶员辅助系统(ADAS)、信息和安全系统的改进。
11、EV的很多电子系统都和ICE车辆一样，当然还有传动系统本身。
12、根据Micron Technology的数据，电动汽车的电子部分价值高达75%。随着半导体技术的不断发展，各种电子模块和子系统的成本不断降低，这部分的价值也会越来越高。
13、甚至像英特尔这样的非传统汽车厂商也想分一杯羹。
14、不出意外，在电动车的所有电子子系统中，厂商和消费者特别关注电动车的心脏——电池系统。
15、电池系统包括可充电电池本身。——锂离子电池是目前主流的——和电池管理系统(BMS)，旨在很大程度上提高电池利用率和安全性。
16、ADI的BMS解决方案是电池监控的主流产品。
17、ADI通过其丰富的智能BMS IC产品线，推广新一代EV BMS设计，LTC2949 EV电池组监控器是其最新产品。
18、房舍管理处监测
19、BMS的主要功能是监控电池状态。对于电动汽车来说，就是监控超大电池组或者电池组。
20、通常，BMS监控单个电池和电池组的电压、电流、温度、充电状态(SOC)、健康状态(SOH)和其他相关功能，例如冷却剂流量。
21、除了在安全性和性能上有明显优势外，BMS还可以通过精确监控这些参数带来更好的驾驶体验，让驾驶员充分了解电池的实时状态。
22、为了获得结果，BMS测量电路(如新的LTC2949电池监控器)必须准确快速，具有高共模电压抑制能力，低功耗，并且能够安全地与其他设备通信。
23、EV BMS的其他任务包括：将能量回收到电池组中(即再生制动)，平衡电池，保护电池组免受危险的电压、电流和温度水平的影响，以及与其他子系统(如充电器、负载、热管理和紧急关闭)进行通信。
24、汽车制造商使用各种BMS监控拓扑来满足他们对精度、可靠性、可制造性、成本和功耗的要求。
25、例如，图1所示的分布式拓扑具有以下突出特点：通过本地智能实现高精度，通过串联电池组提供高可制造性，通过低功耗SPI和isoSPI接口实现IC间通信，从而实现低功耗和高可靠性。
26、LTC2949用于低端电流检测配置，isoSPI通讯线与底部的电池监控器LTC6811-1并联。
27、为了提高可靠性，第二个isoSPI收发器可以连接到电池组顶部，创建支持双向通信的环形拓扑，从而实现双通道通信方案。
28、通过LTC 6820 isopi-SPI信号转换器实现与SPI主控制器的隔离通信。
29、ADI公司的可堆叠LTC681x系列多电池监控器可用于测量多达6、12、15或18个串联电池的单个电压，而单个LTC2949则用于测量总的电池堆参数。
30、LTC681x和LTC2949共同构成了全面的EV BMS监控解决方案；对于一些人来说，这个电路更熟悉的名字是BMS模拟前端(AFE)。
31、1.使用LTC6811-1和LTC2949分发。
LTC2949专为EV设计，是一款高精度电流、电压、温度、电荷、功率、电能计量器件。
33、通过测量这些关键参数，系统设计人员就有了必要的数据来计算整个电池堆的实时SOC和SOH以及其他品质因数。
34、图2给出了用在高边电流检测配置中的LTC2949的框图。
35、这里，LTC2949采用可调浮动拓扑，因而能够监视电压非常高的电池堆，而不受其自身的14.5 V电压额定值的束缚。
36、LTC2949的电源通过 LT8301 隔离反激式转换器提供，VCC连接到电池正极。
图2.高边电流检测配置中LTC2949浮动EV电池监控器的典型连接。
39、LTC2949的电源由LT8301反激式转换器提供，VCC连接到电池正极。
超越模拟
驾驶员会喜欢LTC2949的数字输出和精度，而系统设计人员会喜欢LTC2949的模拟性能以及将其无缝集成到几乎所有EV BMS中的能力。
42、LTC2949的核心是五个轨到轨、低失调、Σ-ΔADC，可确保精确测量电压。
43、在这五个ADC中，两个20位ADC可用来测量两个检测电阻上的电压（如图2所示），并以令人吃惊的0.3%精度推断出流过两个独立电源轨的电流。
44、LTC2949具有小于1 µV的失调电压，而且能提供异常高的动态范围。
45、同样，电池堆的总电压测量可达18位和0.4%的精度。
46、两个专用功率ADC检测分流和电池堆电压输入，产生精度为0.9%的功率读数。
47、最后一个15位ADC可用来测量多达12个辅助电压，方便与外部温度传感器或电阻分压器一起使用。
48、利用内置多路复用器，LTC2949可在12个缓冲输入的任何一对之间以0.4%的精度执行差分轨到轨电压测量。
为了简化设置，LTC2949的五个ADC形成三个数据采集通道。
50、每个通道可以根据应用需要配置为两种速度之一，如表1所示。
51、例如，可以使用两个通道监视单个分流电阻：一个通道用于慢速（100 ms）高精度电流、功率、电荷和电能测量；另一个用于快速（782μs）电流快照，与电池堆电压测量同步，以进行阻抗跟踪或预充电测量。
52、或者，两个独立通道监视两个不同大小的分流电阻（同样如图2所示），使得用户可以平衡每个分流电阻的精度和功率损耗。
53、同时，第三个辅助通道可以对可选的缓冲输入进行快速测量，或者对两个可配置输入（堆电压、芯片温度、电源电压和基准电压）进行自动轮循（RR）测量。
表1.LTC2949三个数据采集通道的配置选项
当LTC2949的三个数据采集通道中的任何一个被配置为快速模式（782μs转换时间和15位分辨率）时，LTC2949可以将其电池堆电压和电流测量与任何LTC681x多节电池监控器的电池电压测量同步，以推断出单个电芯的阻抗、寿命和SOH。
57、有了这些信息，就可以评估电池堆寿命，因为最弱的电芯最终决定整个电池堆的SOH。
SOH是在电池（或电池堆）生命周期的某一时刻对其状况（相对于新电池）的测量，因此使用精确的EV BMS监控器很重要，这不仅是为了最大程度地延长行驶里程，也是为了最大程度地减少电池意外故障。
59、说到电池寿命，LTC2949在开启时仅消耗16 mA电流，而在睡眠时仅消耗8 µA电流。
数字优势
LTC2949的数字特性包括一个过采样乘法器和累加器，产生18位的功率值和48位的电能与电荷值，报告最小值和最大值以及基于用户自定义限值的警报。
62、这就免除了BMS控制器和总线不断轮询LTC2949以获得电压和电流数据的任务，而且免除了基于结果执行计算的额外任务。
63、LTC2949以过采样ADC时钟速率（预抽取滤波器）进行功率采样，而不是乘以平均值，故而在电流和电压变化远超其转换速率的情况下可以准确测量功率，信号频率最高可达50kHz。
LTC2949跟踪电流、电压、功率和温度数据的最小值和最大值，所以总线和主机可以将时钟周期花在其他任务上，而不用持续轮询LTC2949。
65、除了检测并存储最小值和最大值之外，LTC2949还可以在超出用户自定义阈值时发出警报，这同样会免除主机控制器和总线的轮询任务。
66、在提供指定的电能或电荷量之后，或者经过预设的时间量之后，LTC2949也能产生溢出警报。
为确保监控精度，LTC2949提供了多个可编程增益校正因子来补偿测量器件的容差：两个校正因子用于分流电阻、一个电池分压器和四个多路复用输入。
68、这些校正因子可以存储在外部EEPROM中，支持通过模块化方法对电池组进行出厂校准。
69、此外，LTC2949可以线性化最多两个外部NTC热敏电阻的温度读数，即通过求解带可编程系数的Steinhart-Hart方程；这些读数随后可用于对分流电阻读数进行自动温度补偿。
70、通过持续补偿容差和温度影响，不仅可以提高监测精度，而且可以使用成本较低的外部器件。
LTC2949上有一个标准SPI接口用于直接连接MCU。
72、另外还有ADI公司专有的isoSPI接口。
73、isoSPI对标准芯片级SPI的物理层进行了调适，以充分发挥经济高效的分布式电池组架构的潜力。
74、isoSPI针对高电压和高噪声系统而设计，可在长达100米的电缆上提供高达1 Mbps的安全可靠的信息传输，仅使用单根双绞线电缆和简单的脉冲变压器。
75、isoSPI还比其他板载隔离解决方案便宜。
76、图3显示了LTC2949如何利用isoSPI，其与LTC6811-1一起用作菊花链或可寻址并行配置中的最后一个元件。
图3.LTC2949 isoSPI配置
结论
电动汽车渐成主流，大规模应用的拐点已经到来。
81、为了保持竞争力，系统设计人员需要密切关注电池和BMS技术，这些技术会深刻影响终端用户的体验。
82、LTC2949是ADI公司在BMS监控领域的最新尝试，它能轻松应对多种电池堆监控拓扑和配置。
83、在几乎任何电压和任何电流水平下，LTC2949都能实现高性能、安全、灵活、可靠的电池管理系统。
84、通过准确读取电流、电压、功率、电能、电荷、温度和时间，可以立即获得对电池SOH和SOC的精确评估。
85、LTC2949除具有强大的模拟能力外，还能对可用数字输出进行高速处理。
86、关键的最小值、最大值和警报可以测量、计算并通过鲁棒的isoSPI接口报告给LTC2949。
87、因此，对主机资源、总线设计和测试以及软件设计的要求得以降低。
88、该器件的一些数字特性包括乘法器、累加器、最小值/最大值寄存器、可配置的警报以及外部器件容差/温度补偿。
89、LTC2949设计为独立工作或与任何LTC681x多节电池监控器配合使用，在满足严格的AEC-Q100准则和ISO 26262安全标准的同时，满足了对下一代EV BMS的迫切需求。
本文到此结束，希望对大家有所帮助。