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高压双登电池组中的电池结构

原始设备制造商一般要求将双登蓄电池装到保护壳中,称为“电池包”,通常含有6到24块串联电池。含有较多电池的电池包体积更大,也不易放入典型的汽车空间中。相关的电池监控集成电路靠近受监控的电池,并由电池本身供电。是否有必要监控各电池的电压,取决于电池的化学原理。例如,我们非常了解基于镍氢(NiMH)化学原理的高压电池组性能,因此一般无需测量各电池电压,只需测量特定电池包内所有电池的总电压即可。而基于锂离子(Li-Ion)化学原理的电池组,则必需监控各电池的电压,以便检测电池串中的任一电池有无发生过压或欠压情况。一般不必测量各锂离子电池的温度,但应提供相关测量功能。因此,镍氢电池组的监控电子设备比锂离子电池组的监控电子设备简单得多。图1显示一种构建和监控高压电池组的常用方法。
  双登电池监控器IC通常处理6块或12块电池。目前,ADI公司提供两种专用特殊用途(ASSP)产品用于电池监控:AD7280基于高速多路复用12位模数转换器,主要用作主监控器;另一种器件基于一系列窗口比较器,用作备用或冗余监控器。本文不会深入讨论这些产品,但仍需说明这些器件在电池组配置中如何通信。每个电池为上方电池的测量输入确立共模电平。菊花链接口允许电池组的各AD7280直接与其上或其下的AD7280通信(从而沿着堆叠上下传递数字信息),而无需隔离。最底部AD7280的SPI接口用来与系统微控制器交换整个双登电池组的数据和控制信号。此处必须采用高压电流隔离,以保护系统中的其它低压电子器件。

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