電池系統(tǒng)受益于堅(jiān)固的 isoSPI 數(shù)據(jù)鏈路

圖 2 (b) 顯示了相同的功能，但是采用了 isoSPI 來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)小型的低成本變壓器替代了數(shù)據(jù)隔離器，實(shí)現(xiàn)主處理器單元和電池組之間的電隔離。在主微處理器側(cè)，一個(gè)小的適配器 IC (LTC6820) 提供了 isoSPI 主機(jī)接口。所示的 ADC 器件 (LTC6804-2) 具有集成型 isoSPI 從屬支持功能，因此唯一必需增設(shè)的電路是平衡傳輸線結(jié)構(gòu)所要求的正確終端電阻。圖中雖然只顯示了兩個(gè) ADC 單元，但是，一條擴(kuò)展 isoSPI 總線可以服務(wù) 16 個(gè)單元。

圖 3: 采用 isoSPI 菊花鏈的另一種 BMS 配置

isoSPI 器件支持多分支總線或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)菊花鏈

采用簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接時(shí)，isoSPI 鏈路工作當(dāng)然非常好，如圖 3 所示，雙端口 ADC 器件 (LTC6804-1) 能夠形成完全隔離的菊花鏈結(jié)構(gòu)?？偩€或者菊花鏈方法有相似的總結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，因此，不同的設(shè)計(jì)根據(jù)一些細(xì)微的差別而傾向于采用其中一種方法。菊花鏈方法成本要稍微低一些，它不需要地址設(shè)置功能，一般只用到較簡(jiǎn)單的變壓器耦合;而并行可尋址總線的容錯(cuò)能力要好一些。

劃分 BMS 電子系統(tǒng)

圖 2 和圖 3 中顯示的實(shí)例電路采用了中心式體系結(jié)構(gòu)，這是目前 BMS 設(shè)計(jì)比較典型的結(jié)構(gòu)。然而，集中式結(jié)構(gòu)并未充分利用主要的 isoSPI 功能之一，即采用很長(zhǎng)的外露布線運(yùn)作。傳統(tǒng)的 SPI 連接并不適合這一任務(wù)，因此，目前的電池系統(tǒng)需針對(duì)電子系統(tǒng)中的通信限制而專門定制。采用 isoSPI 解決方案，避免了這些設(shè)計(jì)限制，可以實(shí)現(xiàn)更好更優(yōu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

圖 4 (a) 顯示了一個(gè)分布式菊花鏈 BMS 結(jié)構(gòu)，支持以分布式網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)任意模塊化和功能。為滿足分布式電路的要求，網(wǎng)絡(luò)可能有很多 ADC 器件 (LTC6804-1) 以及線束級(jí)互聯(lián)。為 ADC 信息使用 isoSPI 網(wǎng)絡(luò)意味著所有數(shù)據(jù)處理工作可以合并于一個(gè)微處理器電路，甚至根本不需要與任何電池單元處于同一位置。這種總體網(wǎng)絡(luò)的靈活性基于 isoSPI 的 BMS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高性能，并改善了性價(jià)比。

圖 4 (b) 示出了一種在一根多分支總線中采用 isoSPI 的分布式 BMS 結(jié)構(gòu)。雖然從外部看與圖 (a) 相似 (包括汽車布線方面)，但 isoSPI 傳輸線實(shí)際上是一個(gè)信號(hào)對(duì)，其并聯(lián)所有的 ADC 器件 (多達(dá) 16 個(gè) LTC6804-2) 并只終接總線的終端。某些總線實(shí)際上位于模塊的內(nèi)部，但最終再次脫離以傳播至下一個(gè)模塊。

(a) (b)

圖 4: 采用了 isoSPI 網(wǎng)絡(luò)的靈活分布式 BMS 結(jié)構(gòu)

圖中需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng) isoSPI 部分出現(xiàn)線束情況時(shí) (從而要進(jìn)行 BCI 干擾測(cè)試)，在 IC 相關(guān)的 isoSPI 端口連接中放置了一個(gè)小的共模扼流圈 (CMC)。CMC 是一個(gè)很小的變壓器單元，隔離任何殘留的非常高頻 (VHF) 共模噪聲，這些噪聲可能通過(guò)耦合變壓器的線圈間電容而泄露。此外，完全隔離線束以提高完整的安全性。