技术文章—如何打造安全可靠的BMS电池监测？

2019新能源汽车三电系统开发与测试技术大会前不久在世博展览馆举办，大会聚焦最新新能源汽车政策解读和分析、新能源车测试法规解读以及应用进展、典型车厂三电开发和测试要求以及最新应用、新能源三电开发及测试技术最新进展（包含功率、环境、电源测试）等。作为电池管理领域的领导厂商，ADI也在现场展示了其电池管理系统(BMS)解决方法。

ADI现场展示的电池管理系统解决方法演示被工程师围观。

多年前开始，ADI在铅酸电池管理领域占有绝对市场份额的公司，现在其优势已经延伸至锂离子电池领域，并在国内动力锂电池管理领域占有超高市场份额。ADI已经在汽车电池行业深耕多年，从第一款电池管理的IC开始，供应了业内优秀的BMS解决方法，目前已经发展到第五代。作为电动汽车的“心脏”，电池的健康状况不容忽视，要电池管理系统监测电池状态，供应过充/过放等保护从而提高电池使用寿命。我们不妨看看在ADI在BMS上的关键方法和技术。

ADI电池管理系统解决方法演示板

电池的电压进行监控

ADI公司电池管理系统部门还在现场向大家展示高压电池管理产品，采用36个串联锂离子电池组成的堆栈，基于LTC68xx产品系列和高压电流计数器LTC2949通过电池监控器测量每个电池的电压进行监控。ADI的多节电池、高电压电池组监视器系列是完整的电池监视IC，它们内置了16位ADC、精准的电压基准、一个高电压输入多路复用开关MUX和一个SpI/isopSI接口。可以把这些器件以菊花链的方式串联起来（无需使用光耦合器或光隔离器）以监视到长串联接电池中每节电池电压。

其中采用的LTC6811/LTC6812/LTC6813/LTC6810多节电池的电池组监视器，就是专为汽车和运输机械应用，满足AEC-Q100标准。演示中将这36个电池分为3组，分别演示该系列的不同产品，一组包含18个电池，由LTC6813进行测量。一组包含6个电池，由LTC6810进行测量。最后一组包含12个电池，由LTC6811进行测量。

这些电池监控器采用ADI的isoSpI技术，以隔离式菊花链进行连接，可以通过菊花链两端进行冗余通信。因此即便线束上发生单点故障，该系统也能继续运行。此外，还采用了ADI公司推出的高压列计数器LTC2949，它通过监控堆栈电压和电流以及功率、电能，在电池管理系统中完成测量任务。

基于LTC68xx和LTC2949的电池监控器测量电路原理图。

高压BMS电池监测，这几款核心器件不能少

LTC®6811是一款多节电池的电池组监视器，可测量多达12个串接电池并具有低于1.2mV的总测量误差。0V至5V的电池测量范围使LTC6811适合大多数电池化学组成。所有12节电池可在290μs内完成测量，并可选择较低的数据采集速率以实现高噪声抑制。

可以把多个LTC6811器件串接起来，因而能在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个LTC6811具有一个isoSpI接口，用于实现高速、抗RF干扰的远程通信。使用LTC6811-1时，多个器件采用菊链式连接，且所有器件采用一根主处理器接线。而使用LTC6811-2时，则多个器件并联连接至主处理器，对每个器件进行个别寻址。

LTC6810是一款多单元电池堆栈监控器。LTC6810可测量多达6个串联连接的电池单元，总测量误差小于1.8mV。LTC6810具有0V至5V的电池测量范围，适合大多数电池化学应用。可在290μs内测量所有6个电池单元，并选择较低的数据采集速率以便降噪。

可将多个LTC6810-1器件串联，以便同时监测很长的高压电池串。每个LTC6810具有isoSpI接口，用于高速、RF抗扰、远距离通信。多个器件使用LTC6810-1以菊花链形式与主机处理器连接，适用于所有器件。LTC6810-1支持双向操作，甚至可与断线进行通信。多个器件使用LTC6810-2与主机处理器并联，且每个器件单独寻址。

BMS电池电压监测关键电路功能框图。

LTC®6813是一款多节电池的电池组监视器，可测量多达18个串联连接电池的电压，并具有小于2.2mV的总测量误差。0V至5V的电池测量范围使LTC6813-1成为大多数电池化学组成的合适之选。所有18节电池可在290μs之内完成测量，并且可以选择较低的数据采集速率以实现高的噪声抑制。

同样可把多个LTC6813器件串接起来，因而能够在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个LTC6813具有一个isoSpI接口，用于实现高速、具有抗RF干扰能力的远程通信。多个器件采用菊链式连接，且所有器件采用一根主处理器接线。该菊链可进行双向运作，从而确保通信的完整性，即使在通信通路沿线上发生故障的情况下也不例外。

TC6812是一款多节电池的电池组监视器，可测量多达15个串联连接电池的电压，总测量误差小于2.2mV。LTC6812-1的电池测量范围为0V至5V，因而适合大多数电池化学组成。所有15节电池可在245µs内完成测量，并且可选择较低的数据采集速率以实现高的噪声抑制。

可以将多个LTC6812器件串接在一起，从而能够在长的高电压电池串中实现电池的同时监视。每个LTC6812具有一个isoSpI接口，用于实现高速、具有抗RF干扰能力的远程通信。多个器件采用菊链式连接，且所有器件采用一根主处理器接线。此菊链可以双向运作，从而确保通信的完整性，即使在通信通路沿线上发生故障的情况下也不例外。