總zong之zhi
，在zai電dian池chi管guan理li係xi統tong電dian路lu中zhong需xu要yao考kao慮lv的de因yin素su有you很hen多duo，特te別bie是shi那na些xie決jue定ding封feng裝zhuang限xian製zhi的de因yin素su。當dang封feng裝zhuang設she計ji思si想xiang彙hui聚ju在zai一yi起qi時shi
，考kao慮lv一yi下xia也ye有you可ke能neng產chan生sheng機ji械xie影ying響xiang的de電dian子zi線xian路lu與yu信xin息xi流liu的de結jie構gou(例如：連接器化和導線數目)同樣也是很重要。一旦權衡過這些因素而且封裝設計思想成熟之後
，隻需直接插入一款采用LTC6803平台
，一個聲名卓著
、可擴展和具成本效益的數據采集解決方案便大功告成了。

假定你接受了一項任務，為一個新的和基於電池的電源係統設計監視器電路
，那麼你會采取什麼策略來優化該設計的成本和可製造性呢?最zui初chu考kao慮lv的de問wen題ti將jiang是shi確que定ding係xi統tong的de首shou選xuan結jie構gou以yi及ji電dian池chi和he有you關guan電dian子zi組zu件jian的de位wei置zhi。基ji本ben結jie構gou清qing楚chu以yi後hou，接jie下xia來lai必bi須xu考kao慮lv的de一yi個ge問wen題ti是shi

，電dian路lu拓tuo撲pu的de權quan衡heng協xie調tiao問wen題ti，例li如ru，怎zen樣yang優you化hua最zui終zhong產chan品pin的de通tong信xin和he互hu連lian。

電池的外形尺寸將對電源係統結構有重大影響。要使用大量小型電池以適合形狀複雜的電池模塊(或電池組)嗎?或者要使用外形尺寸很大的電池
，因而由於重量問題而導致對電池數量的限製或引起其他的尺寸限製?這zhe也ye許xu是shi設she計ji變bian數shu最zui大da的de部bu分fen，因yin為wei外wai形xing新xin穎ying的de電dian池chi不bu斷duan上shang市shi，而er且qie人ren們men也ye在zai不bu斷duan努nu力li
，務wu求qiu電dian池chi模mo塊kuai或huo電dian池chi組zu集ji成cheng到dao產chan品pin中zhong後hou，會hui與yu整zheng個ge產chan品pin概gai念nian更geng加jia一yi致zhi。例li如ru
，在zai汽qi車che設she計ji情qing況kuang下xia
，電dian池chi最zui終zhong也ye許xu分fen散san在zai車che輛liang上shang的de某mou些xie空kong間jian中zhong
，這zhe些xie空kong間jian如ru果guo不bu放fang電dian池chi

，利li用yong效xiao率lv很hen低di。

另一個考慮因素是

，電池(或模塊化電池組)
、電池管理係統(或其子係統)以及最終應用接口之間的測試信號和/或huo遙yao測ce信xin號hao的de互hu連lian。在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia，可ke以yi做zuo一yi個ge外wai殼ke，用yong來lai集ji成cheng電dian池chi模mo塊kuai或huo電dian池chi組zu中zhong的de某mou些xie數shu據ju采cai集ji電dian路lu，以yi便bian如ru果guo需xu要yao調tiao換huan

，那na麼me生sheng產chanID、校準
、使用規格等重要信息能隨著可替換組件帶走。這類信息對電池管理係統(BMS)或維修設備可能有用
，而且最大限度地減少了線束中所需的高壓額定值導線的數量。

接下來，就給定的機械概念設計而言，監視硬件拓撲由精確定義的、所需支持的電池數量決定。在汽車應用中
，一般情況下總共會有100個以上的電池測量點，而且係統的模塊化將決定一個給定的電路係統測量多少個電池。最常見的情況是
，以安全斷接“維修插頭”方式，將所有電池分成至少兩個子組。通過在故障情況下保持電壓低於200V

，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)了(le)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)可(ke)能(neng)遇(yu)到(dao)的(de)觸(chu)電(dian)危(wei)險(xian)。外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)池(chi)組(zu)意(yi)味(wei)著(zhe)，要(yao)采(cai)用(yong)兩(liang)套(tao)隔(ge)離(li)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)，每(mei)套(tao)也(ye)許(xu)支(zhi)持(chi)50個電池分接頭。在有些情況下，所有電子組件都在一個經濟實惠的印刷電路板上，但是這需要大量互連，如圖1(a)suoshi。huozhe，dianzizujianyekeyifensanfangzhi
，gengjiajinmidijichengzaidianchimokuaizhong，danshizhexuyaocaiyongyaocelianjiefangfa。weileshixiankekaodeshujuwanzhengxing，neizhiyuqichexianshuzhongdeyuanduancelianggongnengdianlubixucaiyongyizhongjianguxingxieyi，liruguangfanshiyongdeCAN總線。盡管真正的CAN總線接口涉及幾個網絡層
，但是可以很方便地采用PHY層構成BMSLAN結構，以高效率地進行模塊內的通信。這類分布式結構如圖1(b)所示。該拓撲允許在幾個小型處理器之間分配計算工作量
，從而降低所需的數據傳輸速率，並減輕LAN方法可能引起的EMI問題。最終的BMS應用接口很可能是至一個主係統管理處理器的CAN總線接線，而且將需要定義(或在一開始規定)特定的信息事務處理。 其他因素也可能對物理結構和監視電路造成影響。就鋰離子電池而言，需要電池容量平衡，從而導致了額外的熱量管理問題(去除熱量)，而er且qie如ru果guo需xu要yao有you源yuan平ping衡heng，還hai需xu要yao電dian源yuan轉zhuan換huan電dian路lu。溫wen度du探tan頭tou常chang常chang分fen布bu在zai整zheng個ge模mo塊kuai之zhi上shang
，以yi提ti供gong一yi種zhong將jiang電dian壓ya讀du數shu與yu充chong電dian狀zhuang態tai關guan聯lian起qi來lai的de方fang法fa，因yin而er需xu要yao一yi些xie支zhi持chi電dian路lu和he連lian接jie方fang案an。設she計ji時shi一yi個ge常chang常chang忽hu視shi的de考kao慮lv因yin素su是shi，當dang產chan品pin安an裝zhuang之zhi前qian閑xian置zhi或huo儲chu存cun在zai貨huo架jia上shang時shi
，電dian池chi的de電dian量liang泄xie漏lou應ying該gai是shi最zui低di的de。在zai有you些xie情qing況kuang下xia，額e外wai的de控kong製zhi配pei線xian是shi必bi要yao的de。
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在上麵實現的這些結構中，都有一個常見的測量功能構件，該構件包括一個多通道ADC、安全隔離勢壘和某種程度的本地處理能力。圖2電路顯示了一個實現數據采集功能的可擴展設計平台。在這個圖中，實現功能的核心組件是淩力爾特的LTC6803電池組監視器IC，同時顯示的還有一個SPI數據隔離器和一些可選的特殊用途電路。該電路包括輸入濾波器和無源平衡功能，構成了一個完整的12節電池數據采集解決方案。如果需要，這類電路可以簡單地複製
，以支持更多電池測量方案，同時共享主微控製器的本地SPI端口，該主微控製器反過來再提供外部CAN總線或其他LAN型數據鏈路所需。
與前一代監視器件相比LTC6803的主要改進是，支持電源停機和/或單獨由電池組供電。當電源從V+引腳去掉時，電池加載將降至零(僅有nA級半導體泄漏)。工作電源可以由接通的電池組電壓提供，或從一個單獨的電源提供給V+，隻要電壓始終至少與電池組一樣高就行。為了實現簡單性，LTC6803還可以直接從電池組獲取功率，在這種情況下，最低功率狀態(即備用)將僅消耗12uA電流。LTM2883數據隔離器通過一個內部隔離的DC-DC轉換器
，從主處理器供電

，因此該器件將自動與主處理器一起斷電。

LTM2883的一個非常有用的功能是，它還能向隔離的電子組件(即電池端)提供很大和得自主機的功率。一個小型升壓電源功能組件(圖2中的LT3495-1)就是這樣驅動的

，以獨立地給LTC6803供電，以便電池僅提供ADC測量輸入電流(即在有效轉換時平均值<200nA)。該電路具有絕對最低的寄生電池泄漏，同時消除了任何電池的工作電流失配
，否則這種失配可能逐步導致電池容量失衡。

LTC6803的一個方便的功能是，有兩個自由的、準確度與電池輸入類似的ADC輸入。這種方便的功能允許用很少的額外電路進行輔助測量，包括溫度、校準信號或負載電流測量。一種尤其有用的測量是
，用一個門控電阻分壓器測量整個電池組的電壓，實現方法如圖2所示(采用12:1的比例，連接到VTEMP1輸入)。當電路斷電時，相關的FET斷(duan)開(kai)
，這(zhe)樣(yang)對(dui)電(dian)流(liu)的(de)測(ce)量(liang)就(jiu)不(bu)會(hui)不(bu)必(bi)要(yao)地(di)加(jia)重(zhong)電(dian)池(chi)的(de)負(fu)擔(dan)。既(ji)然(ran)該(gai)端(duan)口(kou)的(de)濾(lv)波(bo)可(ke)以(yi)獨(du)立(li)於(yu)電(dian)池(chi)輸(shu)入(ru)來(lai)定(ding)製(zhi)，那(na)麼(me)為(wei)了(le)實(shi)現(xian)精(jing)確(que)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)計(ji)算(suan)所(suo)需(xu)的(de)、真正高達200sps的奈奎斯特(Nyquist)caiyanglvshikenengde。keyiliyongduidangedianchicelianglaizhouqixingdiduizhenggedianchizudefenyaqitigongruanjianxiaozhun
，zheyangjiubuxuyaojiageangguidedianzuqile。fuzhushurudelingyigefeichangyouyongdeyongfashi，celiangzhunqueduhengaodexiaozhundianyuan(諸如淩力爾特的LT6655-3.3，一個準確度為0.025%的基準)，在(zai)這(zhe)種(zhong)用(yong)法(fa)中(zhong)，允(yun)許(xu)軟(ruan)件(jian)憑(ping)借(jie)通(tong)道(dao)至(zhi)通(tong)道(dao)的(de)固(gu)有(you)匹(pi)配(pei)，校(xiao)正(zheng)其(qi)他(ta)所(suo)有(you)通(tong)道(dao)。請(qing)注(zhu)意(yi)，熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)溫(wen)度(du)探(tan)頭(tou)不(bu)必(bi)以(yi)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)位(wei)為(wei)基(ji)準(zhun)，這(zhe)些(xie)探(tan)頭(tou)一(yi)般(ban)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)12位的分辨率。這類探頭通常適用於直接與微控製器連接，從而留出高性能LTC6803的輔助輸入，以實現要求更加苛刻的功能。

總zong之zhi，在zai電dian池chi管guan理li係xi統tong電dian路lu中zhong需xu要yao考kao慮lv的de因yin素su有you很hen多duo
，特te別bie是shi那na些xie決jue定ding封feng裝zhuang限xian製zhi的de因yin素su。當dang封feng裝zhuang設she計ji思si想xiang彙hui聚ju在zai一yi起qi時shi

，考kao慮lv一yi下xia也ye有you可ke能neng產chan生sheng機ji械xie影ying響xiang的de電dian子zi線xian路lu與yu信xin息xi流liu的de結jie構gou(例如：連接器化和導線數目)同樣也是很重要。一旦權衡過這些因素而且封裝設計思想成熟之後，隻需直接插入一款采用LTC6803平台，一個聲名卓著、可擴展和具成本效益的數據采集解決方案便大功告成了。

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