看 Linear 怎样解决汽车电池监视难题！

21ic讯 近两年，纯电动汽车和混合动力汽车发展势头强劲，混合动力和纯电动汽车的激增对创新性模拟产品的需求越来越高，随着将电池作为电源这种做法日益普及，相应地也需要最大限度延长电池的使用寿命，而准确完整地测量电池组情况则是重要前提，凌力尔特在致力于解决棘手模拟电子问题方面有着丰富的经验，而在汽车电子领域也不例外，凌力尔特最近推出的 LTC6811 在电池监视方面表现不凡，近日 21ic 记者关于 LTC6811 以及汽车电子市场问题采访了凌力尔特高级产品市场工程师 Greg Zimmer，以下是采访内容。

与 LTC6804 相比，LTC6811 的主要改进是什么?

较低的成本，用于内部 ΔΣ ADC 的额外滤波器截止频率，增添了被动和主动电池平衡控制功能，新的 ADC 命令和可应对更多故障情况以实现功能的安全性。

该器件如何能具有更高性能而价格则可降低 25%?

相比于 LTC6804，LTC6811 的成本降低了 25%，并提供了更高的性能。LTC6811 可减低成本的一个原因是其芯片较小，这是通过改变半导体工艺实现的。另外，LTC6811 可降低本还得益于稳定的设计改进、测试和制造改善。

LTC6811 将取代 LTC6804 吗? 抑或它们面向不同的终端市场?

作为 LTC6804 的引脚兼容型替代产品，LTC6811 专为在相同的应用中运作而设计。这两款器件的目标市场是一样的。

凌力尔特的电池监视器产品系列之优势是什么?

在电池测量方面拥有出众的测量准确度、卓越的抗噪声性能，具有把该 IC 连接至主处理器的串行接口 (即：isoSPI)，以及高可靠性。

LTC6804 是否也面向工业市场呢?

是的。LTC6804 和 LTC6811 是专为那些系统要求对电池组中每节电池进行准确监察和测量的高电压电池组而设计的。有许多此类工业系统，例如后备电源系统。

对于在汽车应用中使用的电池监视器有什么独特的要求?

当今的汽车半导体器件必须专为满足非常困难的环境、可靠性和安全性标准而设计。这包括在制造之后、-40°C 至 125°C 的温度范围内、以及长达 15 年的使用期限中确保一致的性能。现场故障率必须保持在一个绝对最小值，因而需要持续不断地改善设计、质量和制造。

此外，即将作为汽车安全性系统的一部分而实现的半导体器件还必须针对 ISO 26262 标准进行工程设计。这使得必需采取一种专门的半导体器件设计、制造和应用方法。像在凌力尔特的 LTC6804 和 LTC6811 场合中，设计了一整套内置的自测试功能以确保不会发生延迟故障情况。为做到这一点，LTC6804 和 LTC6811 包括了一个冗余电压基准、广泛的逻辑测试电路、导线开路检测能力、一个看门狗定时器和串行接口上的数据包错误校验功能。

就混合动力 / 电动汽车的功率链路而言，今年您发现了什么市场趋势呢?

正如我们随着 LTC6804 的推出已做出的预想那样，电池系统逐步进入了模块化设计阶段。典型的 EV 和 HEV 应用需要 100 多个个别的电池，而且这些电池的外形对电池组设计具有重大的影响。采纳大规格电池意味着设计必须应对那些显著的尺寸和重量限制。不仅如此，这些电池还可能分布在车内的一个大的区域中，以实现有效的空间利用。把一个多节电池的电池组分成模块使得能够更容易地处理这些物理约束，并为电池组设计提供一种模块化的可扩展方法。这允许在多款电池组设计中使用同一个模块。模块化设计的主要挑战是：当地电位中的差异可以超过几百种电压时，如何建立模块至主 BMS 控制单元之间的可靠数据连接。下一代的电池管理产品正通过融入用于实现高的抗 RF 噪声能力、高速和长距离的通信能力以应对这些模块化电池设计。

对于大多数汽车客户而言，测量准确度仍然是一项关键性的要求。来自汽车电池系统的头号要求是充分利用系统中每节电池的容量。为此，必须以高于目前可行的准确度来测量和控制每节电池的电荷状态。电池监视电子产品必须提供极高的电池电压测量精度。这将要求在电池监视数据采集系统中取得重大的创新以改善准确度，同时消除汽车环境中常见的大量电气噪声的不良影响。

设计师正日益关注功能安全性，这里“功能安全性”涉及系统设计，旨在使由于某种故障造成的人身伤害风险尽量降低至可接受的水平。汽车安全完整性等级 (ASIL) 是一种评级体系，其对实现功能安全性所需付出的努力予以了量化。

凌力尔特在混合动力 / 电动汽车应用中拥有什么优势?

凌力尔特在致力于解决棘手模拟电子问题方面有着悠久的历史，而汽车 (混合动力 / 电动) 电子产品也不例外。为了在汽车市场上赢得成功，凌力尔特已经专注于高性能、可靠性、稳定性和功能安全性。所有这些都要在有可能多年运作于高电压、极端温度、热插拔和电气噪声的环境时实现。

凌力尔特的电池组监视产品有着屡获成功的记录，这开始于 2008 年发布 LTC6802 之时。凭借每一代新产品，该系列取得了稳定的改善和创新。例如：LTC6802 采用了一个运作于 1ksps 固定采样速率的二阶 ΔΣ ADC。此架构针对 10kHz 开关噪声提供了 36dB 的骄人抑制能力。对于滤除那些会损坏电池测量的系统噪声来说，这是一种非常实用的方法。现在，LTC6811 采用了一个速度快得多的三阶ΔΣ ADC，提供可编程采样速率和 8 个可选截止频率。结果是提供了出众的噪声降幅和 8 种可编程测量速率，可在 290μs 时间内完成所有 12 节电池的测量。

凌力尔特运用了严格的过程控制和筛选以确保严紧的质量和可靠性要求。此外，LTC6804 和 LTC6811 还是专为支持 ISO 26262 标准而设计的。LTC6811 基于 LTC6804 应对故障情况的能力，具有额外的冗余测量通路，改善了输入信号之间同步，并提高了自测试准确度。结果是更快、更简便和更高效的自测试，可帮助工程师实现其 ISO 26262 目标。甚至对于非汽车应用，这些功能和特色也使设计师充满信心，使他们无论面对什么样的高可靠性应用，都能自信地应对。

对于 2016 年的中国汽车市场，凌力尔特将采取什么策略?

中国的汽车市场与世界其余地区的汽车市场是十分相似的。锂电池在中国的使用非常普及，而且它们往往具有非常平坦的放电曲线。为此，每节电池电压的测量准确度是至关紧要的。凌力尔特决心实现非常高的测量准确度;由于测量准确度主要是由内置电压基准的准确度决定的，因此 LTC6804 和 LTC6811 整合了一个专用的亚表面齐纳电压基准。此类基准可随着时间的推移和工作条件的变化提供出众的长期稳定性和准确度。结果是能够以好于 1.2mV 的最差准确度测量每一节电池，今天的 LTC6811 即可如此。