隨著越來越多的車輛實(shí)現(xiàn)電氣化，通過高精度電池監(jiān)控實(shí)現(xiàn)最高水平的功能安全至關(guān)重要。然而，為了提高電池監(jiān)控的準(zhǔn)確性，車輛的電池管理系統(tǒng)必須實(shí)時(shí)高效地工作，以監(jiān)控內(nèi)部各個(gè)電池的性能。

在典型的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 （HEV） 和電動(dòng)汽車 （EV） 配置中，電池管理單元 （BMU） 由 12V 電池供電。即使汽車停放或關(guān)閉，該電池也會(huì)保持打開狀態(tài)，以支持遠(yuǎn)程鑰匙輸入、安全和電池監(jiān)控等功能。當(dāng)汽車停放時(shí)，為了確保電池的適當(dāng)健康，微控制器（MCU）必須定期喚醒以查找高壓電池組中的故障。這種周期性喚醒會(huì)消耗電流，并可能使 12V 電池過早放電。

設(shè)計(jì)工程師和汽車制造商現(xiàn)在可以考慮一種新的自動(dòng)主機(jī)反向喚醒功能，使主機(jī)MCU能夠關(guān)閉，而是依靠電源管理集成電路（PMIC）保持低功耗模式并節(jié)省12 V電池電量。

檢查故障喚醒電池設(shè)計(jì)

如圖 1 所示，電動(dòng)汽車電池組可以堆疊高達(dá) 800 V 及以上，以支持交流電機(jī)的苛刻負(fù)載。這些電池組由數(shù)百個(gè)串聯(lián)堆疊在一起的電池組成。分布式電池組系統(tǒng)通過在稱為電池傳感單元的獨(dú)立印刷電路板上連接多個(gè)高精度電池監(jiān)視器來支持高電池?cái)?shù)電池組。

BMU 板包含主機(jī) MCU、其電源（PMIC 或系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片 [SBC]）和一個(gè)通信接口，該接口將 MCU 和電池監(jiān)控單元上的電池監(jiān)控設(shè)備連接起來，然后連接到實(shí)際的電池單元。支持環(huán)形連接，以便在電纜發(fā)生故障時(shí)反轉(zhuǎn)菊花鏈通信方向。主機(jī)MCU通過控制器局域網(wǎng)總線與車輛的控制單元接口。通過有效監(jiān)控每個(gè)電池單元，EV 的 MCU 可以確保所有電池單元的正常運(yùn)行。

圖 1：簡(jiǎn)化的電池管理系統(tǒng)圖

通過 TI 的電池監(jiān)視器和平衡器提高精度

TI 的 BQ79616-Q1 電池監(jiān)控器和平衡器即使在休眠模式下也能持續(xù)監(jiān)控高壓電池。如果電池出現(xiàn)故障，BQ79616-Q1 通過菊花鏈配置將故障信息傳輸?shù)?BQ79600-Q1 通信接口。反過來，BQ79600-Q1 喚醒并命令 PMIC 和 MCU 喚醒。MCU 不必定期自行喚醒，而是可以依靠 BQ79616-Q1 監(jiān)視器。因此，BQ79600-Q1 與 BQ79616-Q1 自動(dòng)主機(jī)反向喚醒功能一起，允許 MCU 關(guān)閉，其 PMIC 處于低功耗模式，從而最大限度地減少 12V 電池的電流消耗并節(jié)省電池電量。

如圖2所示，當(dāng)BQ79616-Q1處于休眠模式時(shí)，低功耗工作模式、電池過熱和欠溫、電池過壓和欠壓以及熱敏電阻過熱和欠溫故障檢測(cè)仍然有效。由于通信在睡眠模式下不可用，因此設(shè)備提供了一個(gè)選項(xiàng)，用于通過檢測(cè)信號(hào)（處于無故障狀態(tài)的設(shè)備）和故障（處于故障狀態(tài)的設(shè)備）音調(diào)傳輸故障狀態(tài)。

這些音調(diào)以與通信命令幀相同的方向傳輸。與通信音不同，心跳和故障音是定期傳輸?shù)?。心跳和故障?a target="_blank">接收器在睡眠模式下始終處于打開狀態(tài)。為了使音調(diào)信號(hào)返回到基本設(shè)備（為了觸發(fā)NFAULT），需要環(huán)形架構(gòu)來支持在睡眠模式下傳輸故障狀態(tài)。一旦 BQ79600-Q1 嗅探器檢測(cè)到故障音，它就會(huì)進(jìn)入驗(yàn)證模式，以檢查是否存在真正的故障。如果存在真正的故障，BQ79600-Q1 將觸發(fā) INH 引腳，這是一個(gè)高壓輸出引腳，可提供電壓以啟用 PMIC。

圖 2：使用 TI 電池監(jiān)視器和平衡器自動(dòng)喚醒主機(jī)反向

結(jié)論

BQ79616-Q1 系列電池監(jiān)控器和平衡器支持自動(dòng)主機(jī)反向喚醒，使主機(jī) MCU 保持關(guān)閉狀態(tài)，其電源處于最低功耗模式，而 BQ79600-Q1 則監(jiān)控來自堆疊電池監(jiān)控設(shè)備的故障。BQ79600-Q1 通過 INH 引腳喚醒 SBC，如果 BQ79600-Q1 或堆疊的 BQ79616-Q1 檢測(cè)到未屏蔽故障的事件，則 MCU 會(huì)進(jìn)一步喚醒 MCU。這樣可以節(jié)省 12V 電池電量，并支持功能安全要求，例如電池監(jiān)控過壓、欠壓、過熱、欠溫、熱敏電阻過熱和熱敏電阻欠溫，即使在 EV 停車或關(guān)閉時(shí)也是如此。

審核編輯黃宇