電動汽車電源設計挑戰:高壓鋰離子電池組管理系

圖8：安華高ACPL-M43T光耦用于隔離飛思卡爾S9S08DZ32 MCU和英飛凌CAN收發器之間的信號。(安華高科技公司提供)

CAN物理信號

英飛凌TLE6250G CAN收發器位于通信信號鏈的末端，是一款經過AEC認證的IC，可以提供物理電纜和CAN協議處理器——這里是S9S08DZ32 MCU(通過光耦隔離)之間的CAN物理層信號。這個器件的額定CAN傳輸速率是1M波特率，它能處理差分信號線上的CAN_H和CAN_L信號之間的轉換，以及由S9S08DZ32發送和接收的CAN占有(dominant)位和空閑(recessive)位。

8引腳的TLE6250G包括了Tx、Rx、Vcc、GND、CAN_H和CAN_L引腳以及兩個模式控制引腳：INH和RM。當TLE6250G檢測到Rx引腳上的信號從CAN空閑狀態改變到CAN占有狀態時，器件將交換CAN_H高和CAN_L低(圖9)。

狀態的這種對稱性變化可以有效降低EMI，因為CAN_H上升造成的電磁輻射能被CAN_L的相反方向轉變所平衡。

圖9：在CAN物理層中，CAN_H和CAN_L的對稱性變化有助于降低EMI。(英飛凌科技公司提供)

TLE6250G器件支持3種工作模式：正常、待機和僅接收。當RM引腳置低時，器件工作在僅接收模式，這對診斷來說很有幫助。當INH引腳置高時，器件進入低功耗待機模式，同時關閉發送和接收功能。

下一代系統

雪佛蘭Volt當然是在商用化市場中投入生產的最復雜分布式嵌入式系統應用之一，它的設計在多個領域處于領先水平。在影響Volt成功和電動汽車市場普及的最重要系統中，汽車的鋰離子電池和相關的電池管理系統表明了汽車應用中軟件和電路重要性的提高。根據最近發布的McKinsey市場調查報告，到2025年，新興鋰離子技術完全可以把電池容量提高80%至110%，價格則隨之下降，從而使電動汽車的總體擁有成本能夠與內燃機驅動的傳統汽車相抗爭。對工程師來說，挑戰仍然表現為在面對更高的直流電壓、電池容量、數據速率和消費者期望值的情況下如何發掘新興鋰離子電池系統的全部潛能。