高压12节电池监测

2019年05月16日 来源:

高压、12节电池监测IC(Maxim)

Maxim推出高压、12节电池监测IC MAX11068,适用于混合动力车、电动车和其它多节串联电池组供电系统。该高度集成方案采用专有的阶梯形SMBus 通信总线,允许以菊链方式将多片MAX11068连接在一起,无需昂贵的隔离器件。该方案能够降低80%的电池管理系统(BMS)成本,简化电池组设计,提供精确的电池均衡以充分利用电池容量。

MAX11068具有业内精度和极低功耗,集成安全和诊断功能以及多种可配置功能,有效解决了大容量电池组的安全监测和精确均衡问题。器件理想用于汽车、工业、电力线和电池备份等多种电池系统。

锂离子供电技术—一个飞速成长的市场

在未来的燃料槽中,HEV电池组将成为下一代运输系统中动力驱动的重要组成部分。

锂离子(Li+)电池以其较高的能量密度和较之镍氢(NiMH)电池更长的驱动时间,有望在2015年占据市场主导地位。然而Li+电池极不稳定,需要精心的设计和先进的监测方案以确保安全工作。电池过压会导致电池温度迅速升高,引发电池起火等失控状态。由于HEV通常需要数百节电池串联供电,这种故障所导致的后果将非常严重:一节电池故障可能导致整个电池组燃烧或爆炸。

挑战:降低安全设计成本

如今的电池组设计人员在确保电池组安全的问题上投入了大量时间,开发了诸如FMEA和ISO 26262等先进的安全分析方法,以确保充分掌握电池状态。但是现有电路体积庞大、价格昂贵,可靠性也低于集成方案。

MAX11068极大地简化了多节电池组的设计。器件包含12个测量通道,采用电容隔离式阶梯形SMBus通信总线,大大减少了元件数量,降低成本。这种独特的架构允许连接多达31个器件至串联电池组,对多达372节电池进行监测。基于电容的接口提供了成本极低的电池组间隔离,消除了级联电气故障。Maxim的方案比分立方案节省75%的空间,将典型的电池管理系统成本从250美元降至50美元。

MAX11068创建新的性能标准

除节省成本外,Maxim方案还具有优异性能。Maxim的高压、小尺寸BiCMOS工艺具有业内耐压(80V)和优异的ESD保护(±2kV,人体模式)以及热插拔功能,在较宽的工作温度范围内确保符合AEC-Q100标准,保持高度可靠性。

MAX11068的模拟前端包含12通道电压测量数据采集系统和一组高压、带故障容错的开关输入。高速、12位ADC对测试的电池电压进行数字化。MAX11068采用两相扫描技术,获取电池测量数据并修正误差。该技术可同时测量电池电压,在10 s内完成全部120节电池的电压测量采样,即使在嘈杂系统中也能确保优异的精度。MAX11068在整个电池标称工作温度范围内误差小于±0.25%,在整个AEC-Q100 2类温度范围内误差小于±20mV。

此外,MAX11068可将功耗降低10倍(工作模式下电流为100 A),以延长电池使用时间。独特的内置关断电路将功耗降至极低水平(漏电流仅为1 A),使电池可以保存若干年,而不损耗电池电量。

针对汽车应用优化设计

MAX11068内部具有配置和自诊断模式,这对于安全监测系统的工作至关重要,能够在存在磁场和瞬态噪声的恶劣环境下确保无故障工作。Maxim采用大电流注入、带状线和车内监测等多种方式对IC进行全面测试,确保在具有强瞬态电信号和磁场干扰的电动车电池组中可靠工作。器件具有FMEA标准规定的引脚开路和短路故障检测功能,并能够处理内部电路故障。

Maxim系列产品实现清洁能源设计

MAX11068可以与MAX11080冗余故障监测器配合使用,构建完备的12节电池监测方案。该系列高压器件有助于实现向低碳能源方案的转变,器件集成了先进的功能,可降低电池管理系统的尺寸、成本和设计复杂度。消费者则可获得更高的系统可靠性、更长的电池使用时间和更快的产品上市时间。

MAX11068特性总结

2节至12节Li+电池测量

电容隔离的菊链接口

o 无需昂贵的隔离元件

o 允许多达31个MAX11068串联,监测多达372节电池

可靠的故障容错设计具有极高的噪声抑制能力

可通过简单的阶梯形I C/SMBus串行总线对器件完全编程

o ±0.25%的电池测量误差

o 两个温度测量通道

o 单板设计支持不同数量的电池组

o 内置诊断功能

极低功耗

o 工作模式下电流为100 A,关断模式下电流为1 A

工作于6V至72V;能承受高达80V的瞬态电压

o 其性能指标经过带状线和大电流注入测试

MAX11068采用38引脚TSSOP封装,工作在-40°C至+105°C AEC-Q100 2级温度范围。更多信息请浏览:。

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