鋰離子電池存在明顯的不穩(wěn)定性,需要精心的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方案以確保其安全性。電池過(guò)壓會(huì)引起電池溫度迅速升高,引發(fā)電解液泄漏而導(dǎo)致失控。由于混合電動(dòng)車通常需要數(shù)百節(jié)串聯(lián)電池供電,故障引起的后果非常嚴(yán)重,一節(jié)電池的故障可能會(huì)造成整個(gè)電池組的燃燒或爆炸。
圖,采用MAX11080實(shí)現(xiàn)的12節(jié)電池系統(tǒng)典型應(yīng)用電路
基于這一需求,Maxim推出用于多節(jié)鋰離子(Li+)電池組的高壓、12通道電池保護(hù)IC MAX11080。該器件是可級(jí)聯(lián)的故障監(jiān)測(cè)器,提供冗余的電池監(jiān)測(cè)功能,防止Li+電池發(fā)生爆炸(過(guò)熱)。菊鏈監(jiān)測(cè)功能可以防止發(fā)生電氣級(jí)聯(lián)故障,省去了分立方案所需的昂貴的隔離器件。在典型的混合動(dòng)力車應(yīng)用中,Maxim的方案能夠使電池管理系統(tǒng)(BMS)的成本降低80%。器件具有12通道故障監(jiān)測(cè)器,采用專有的電容隔離菊鏈接口,允許連接多達(dá)31個(gè)器件至串接電池組,對(duì)372節(jié)電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí),基于電容的接口提供了成本極低的電池組隔離。由于省去了昂貴的隔離元件,Maxim的方案比分立方案節(jié)省75%的空間,將典型的電池管理系統(tǒng)成本從250美元降低至50美元。MAX11080的典型應(yīng)用電路如圖所示。
除節(jié)省成本外,Maxim的方案還具有優(yōu)異的性能。器件采用高壓、小尺寸BiCMOS工藝,可承受最高電壓(80V),具有優(yōu)異的ESD性能(±2kV、人體模型)和熱插拔能力,在整個(gè)較寬的工作溫度范圍內(nèi)具有可靠的性能。為防止電池過(guò)熱,MAX11080的高精度過(guò)壓檢測(cè)功能在整個(gè)AEC-Q100 2類溫度范圍(-40℃~+105℃)內(nèi)誤差小于±25mV。此外,MAX11080將功耗降低10倍(工作模式下電流為80μA),以延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。獨(dú)特的內(nèi)置關(guān)斷電路可將功耗降至極低,僅為2μA,使電池可以保存若干年,而只消耗極少的電池電量。MAX11080具有16個(gè)可選過(guò)壓門(mén)限和8個(gè)可選欠壓門(mén)限??梢愿鶕?jù)需要關(guān)閉欠壓檢測(cè)功能。器件包括可編程檢測(cè)延時(shí)功能,允許用戶濾除電池組的瞬態(tài)動(dòng)作,避免過(guò)壓或欠壓誤報(bào)警。報(bào)警線采用4kHz信號(hào),該信號(hào)消失表明發(fā)生了有效的過(guò)壓或欠壓事件。這些特性對(duì)于降低虛警概率非常有用,能夠防止系統(tǒng)不必要的關(guān)斷。