Texas Instruments bq79631-Q1電池監(jiān)視器與平衡器提供高精度測量，能夠測量來自高壓節(jié)點(diǎn)的分壓電壓。這些電壓節(jié)點(diǎn)包括電池接線盒 (BJB) 或電池切斷單元 (BDU) 系統(tǒng)中的 Pack+（HV電池正極）、Fuse、Charge（端口）、Link（負(fù)載）?？梢允褂眉墒綌?shù)字低通濾波器測量關(guān)鍵電壓。該器件具有高度精確的集成電流檢測 ADC，能夠測量低側(cè)分流電阻器中的電流。該器件能使用內(nèi)部ADC測量絕緣電阻，并能控制此測量所需的任何開關(guān)方案。有八個(gè)GPIO/輔助輸入可用于熱敏電阻測量、驅(qū)動(dòng)繼電器、測量電壓以及用作外圍SPI器件的主SPI接口。隔離式雙向菊花鏈端口支持基于電容器或變壓器的隔離。該器件還支持通過UART進(jìn)行通信。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：Texas Instruments bq79631-Q1電池監(jiān)控器和平衡器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

主機(jī)與Texas Instruments BQ79631-Q1之間的通信可以通過器件的專用UART接口或者通信橋接器件BQ79600-Q1進(jìn)行連接。此外，隔離式差分菊花鏈通信接口允許主機(jī)通過單個(gè)接口與其他UIR監(jiān)視器甚至電芯監(jiān)視器進(jìn)行通信?？梢詫⒕栈ㄦ溚ㄐ沤涌谂渲脼?a target="_blank">環(huán)形架構(gòu)，以使主機(jī)在通信線路中斷時(shí)能夠與堆疊任一端的器件進(jìn)行通信。

特性

• 符合汽車應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
• 符合AEC-Q100認(rèn)證，具有以下結(jié)果：
  • 器件溫度1級(jí)（-40°C至125°C環(huán)境工作溫度范圍）
  • 器件人體模型 (HBM) 靜電放電 (ESD) 分類等級(jí)2
  • 器件充電器件模型 (CDM) ESD分類等級(jí)C4B
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)
  • 開發(fā)用于功能安全應(yīng)用
  • 文檔，協(xié)助ISO 26262系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  • 系統(tǒng)能力高達(dá)ASIL D
  • 硬件可滿足ASIL D要求
• 帶集成濾波的差分電壓測量
  • Pack+、Fuse、Link±、Charge±測量
  • 隔離電阻電壓測量
• 集成式精密電流測量
  • 支持低側(cè)分流電阻器
• 絕緣電阻監(jiān)控功能
• 八個(gè)GPIO輸入可用作IO、SPI、ADC和溫度檢測
• 隔離式差分菊花鏈通信，采用可選的環(huán)形架構(gòu)
  • 通過消除安全MCU、CAN收發(fā)器和多線接口簡化BJB/BDU系統(tǒng)
• 主機(jī)接口：UART
• 同步電流和電壓測量
• 可與其他電芯和UI監(jiān)視器堆疊和同步，如16S (bq79616-Q1、bq79656-Q1)、14S (bq79614-Q1、bq79654-Q1)、12S (bq79612-Q1、bq79652-Q1)以及bq79631
• 內(nèi)置SPI主器件

簡化系統(tǒng)圖

BQ79631-Q1電池監(jiān)控器與平衡器技術(shù)解析與應(yīng)用

產(chǎn)品概述

Texas Instruments的BQ79631-Q1是一款專為電動(dòng)汽車(EV)和電池管理系統(tǒng)(BMS)高壓汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的電池監(jiān)控器和平衡器芯片。該器件集成了電壓、電流和絕緣電阻監(jiān)測功能，是一款符合ASIL D功能安全等級(jí)的高精度解決方案。

作為AEC-Q100 Grade 1認(rèn)證產(chǎn)品，BQ79631-Q1可在-40°C至+125°C的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作，滿足嚴(yán)苛的汽車應(yīng)用要求。其系統(tǒng)化能力可達(dá)ASIL D級(jí)別，硬件能力同樣支持ASIL D，并提供完整的ISO 26262系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔支持。

關(guān)鍵特性與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高精度測量能力

• ?差分電壓測量?：集成數(shù)字低通濾波器，可測量Pack+、Fuse、Link±、Charge±等高壓節(jié)點(diǎn)的分壓
• ?電流測量?：支持低側(cè)分流電阻的精密電流測量
• ?絕緣監(jiān)測?：內(nèi)置ADC可測量絕緣電阻并控制所需的任何切換方案
• ?8個(gè)GPIO?：可用作IO、SPI、ADC和溫度傳感

通信架構(gòu)

• ?隔離差分菊花鏈通信?：支持可選環(huán)形架構(gòu)，簡化BJB/BDU系統(tǒng)
• ?UART主機(jī)接口?：提供靈活的主機(jī)連接選項(xiàng)
• ?內(nèi)置SPI主站?：可連接外圍SPI設(shè)備

同步與集成

• ?同步測量?：電流和電壓測量可同步進(jìn)行
• ?堆疊兼容?：可與TI的16S、14S、12S電池監(jiān)控器及其他UI監(jiān)控器同步工作

應(yīng)用領(lǐng)域

BQ79631-Q1主要面向以下應(yīng)用場景：

• 純電動(dòng)汽車
• 插電式混合動(dòng)力汽車
• 混合動(dòng)力汽車
• 電池接線盒(BJB)系統(tǒng)
• 電池?cái)嚅_單元(BDU)系統(tǒng)

技術(shù)細(xì)節(jié)分析

電氣特性

• 工作電壓范圍：9V至15V
• 電流消耗：
  • 關(guān)機(jī)模式：16μA(典型值)
  • 睡眠模式：120μA(典型值，-20°C至65°C)
  • 活動(dòng)模式：10.4mA(典型值)
• ADC性能：
  • 主ADC有效位數(shù)：16位
  • 輔助ADC有效位數(shù)：14位
  • 輸入電壓測量分辨率：190.73μV/LSB

保護(hù)功能

• 過壓保護(hù)(OV)：
  • 檢測范圍：2700mV至4500mV(步進(jìn)25mV)
  • 比較器精度：±24mV(-20°C至65°C)
• 欠壓保護(hù)(UV)：
  • 檢測范圍：1200mV至3100mV(步進(jìn)50mV)
  • 比較器精度：±35mV(-20°C至65°C)
• 熱保護(hù)：
  • 熱關(guān)斷閾值：137°C(典型值)
  • 熱警告閾值：85°C(典型值)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

BQ79631-Q1采用64引腳HTQFP封裝(10mm x 10mm)，其簡化系統(tǒng)框圖展示了在BJB/BDU系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。器件支持變壓器或電容隔離的菊花鏈通信，在通信線路中斷時(shí)可配置為環(huán)形架構(gòu)，確保系統(tǒng)可靠性。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師應(yīng)注意：

1. 電源設(shè)計(jì)：需遵循建議的電源序列和去耦方案
2. PCB布局：需考慮模擬和數(shù)字部分的隔離
3. 熱管理：確保器件工作在推薦溫度范圍內(nèi)
4. 功能安全：充分利用TI提供的安全文檔進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)