采用isoSPI數(shù)據(jù)鏈路實現(xiàn)高可靠性車載電池系統(tǒng)
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圖3:采用isoSPI菊花鏈的另一種BMS配置
采用簡單的點對點連接時，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)。總線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)計根據(jù)一些細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，一般只用到較簡單的變壓器耦合；而并行可尋址總線的容錯能力要好一些。
劃分BMS電子系統(tǒng)
圖2和圖3中顯示的實例電路采用了中心式體系結(jié)構(gòu)，這是目前BMS設(shè)計比較典型的結(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，即采用很長的外露布線運作。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)計限制，可以實現(xiàn)更好更優(yōu)的機械結(jié)構(gòu)。
圖4(a)顯示了一個分布式菊花鏈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)計實現(xiàn)高性能，并改善了性價比。
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傳輸線實際上是一個信號對，其并聯(lián)所有的ADC器件(多達16個LTC6804-2)并只終接總線的終端。某些總線實際上位于模塊的內(nèi)部，但最終再次脫離以傳播至下一個模塊。
圖4:采用了isoSPI網(wǎng)絡(luò)的靈活分布式BMS結(jié)構(gòu)
面對新的挑戰(zhàn)
由于采用isoSPI結(jié)構(gòu)后可減少電池模塊中的電子元器件數(shù)量，因此，更容易滿足如ISO 26262等新標(biāo)準(zhǔn)，而且性價比很高。例如，從冗余角度看，根據(jù)要求，只需要復(fù)制另一個ADC，將其加到isoSPI網(wǎng)絡(luò)中。而且，采用網(wǎng)絡(luò)方法支持的合并處理器功能，提供冗余數(shù)據(jù)通路甚至是雙處理器都是很簡單，而且對封裝沒有太大的影響，只是在各種模塊中根據(jù)需要增加額外的電路，以實現(xiàn)可靠性目標(biāo)。
結(jié)論
通過整合行之有效的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，isoSPI提供了一種穩(wěn)健和簡單的標(biāo)準(zhǔn)SPI設(shè)備遠程控制法，而這在以前是需要對CANbus進行額外的協(xié)議自適應(yīng)調(diào)整。isoSPI兩線式數(shù)據(jù)鏈路是一種具成本效益的方法，可通過ADC的靈活網(wǎng)絡(luò)化來改善電池管理系統(tǒng)的可靠性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。將處理器功能合并到遠離電池的地方能實現(xiàn)電池組模塊的簡化，從而最大限度地減少每個電池電子線路的元件數(shù)量。(end)
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