如何延長汽車電池的壽命和可靠性

該電路可以分為三個部分：

（1） 電池檢測

電池電壓通過一個直接從電池正極分接出來的阻性衰減器來檢測。為檢測電流，將一個檢測電阻（12V應用一般使用100mΩ）放在電池負極與地之間。在這種配置中，汽車的金屬底盤一般為地，檢測電阻安裝在電池的電流回路中。在其它配置中，電池的負極是地。對于SoH 計算，還必須檢測電池的溫度。

（2） 微控制器

微控制器或MCU 主要完成兩個任務。第一個任務是處理模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 的結(jié)果。這項工作可能很簡單，例如僅執(zhí)行基本濾波；也可能很復雜，例如計算SoC 和 SoH。實際的功能取決于MCU 的處理能力和汽車制造商的需求。第二個任務是將處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信接口發(fā)送到ECU。

（3） 通信接口

目前，本地互連網(wǎng)絡 （LIN） 接口是電池傳感器和ECU 之間最常用的通信接口。LIN 是廣為人知的CAN 協(xié)議的單線、低成本替代方案。

這是電池檢測最簡單的配置。然而，大多數(shù)精密電池檢測算法要求對電池電壓與電流，或者電池電壓、電流與溫度同時采樣。

為了進行同步采樣，最多需要增加兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。此外，ADC 和MCU 需要調(diào)節(jié)電源以便正確工作，導致電路復雜性增加。這已經(jīng)由LIN 收發(fā)器制造商通過集成調(diào)節(jié)電源而得到解決。

汽車精密電池檢測的下一步發(fā)展是集成ADC、MCU 和LIN收發(fā)器，例如ADI 公司的ADuC703x 系列精密模擬微控制器。

ADuC703x 提供兩個或三個8 ksps、16 位Σ-Δ ADC，一個20.48MHz ARM7TDMI MCU，以及一個集成LIN v2.0 兼容收發(fā)器。

ADuC703x 系列片內(nèi)集成低壓差調(diào)節(jié)器，可以直接從鉛酸電池供電。

為了滿足汽車電池檢測的需求，前端包括如下器件：一個電壓衰減器，用于監(jiān)控電池電壓；一個可編程增益放大器，與100mΩ 電阻一起使用時，支持測量1A 以下到1500A 的滿量程電流；一個累加器，支持庫侖計數(shù)而無需軟件監(jiān)控；以及一個片內(nèi)溫度傳感器。

圖2 所示為采用這種集成器件的解決方案。

圖2. 采用集成器件的解決方案示例

幾年前，只有高檔汽車才配有電池傳感器。如今，安裝小型電子裝置的中低檔汽車越來越多，而十年前只能在高端車型中見到。鉛酸電池所引起的故障數(shù)量因此不斷增加。過不了幾年，每輛汽車都會安裝電池傳感器，從而降低日益增多的電子裝置引發(fā)故障的風險。