電動(dòng)汽車電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn):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(fā)器之間的信號(hào)。(安華高科技公司提供)

CAN物理信號(hào)

英飛凌TLE6250G CAN收發(fā)器位于通信信號(hào)鏈的末端，是一款經(jīng)過(guò)AEC認(rèn)證的IC，可以提供物理電纜和CAN協(xié)議處理器——這里是S9S08DZ32 MCU(通過(guò)光耦隔離)之間的CAN物理層信號(hào)。這個(gè)器件的額定CAN傳輸速率是1M波特率，它能處理差分信號(hào)線上的CAN_H和CAN_L信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，以及由S9S08DZ32發(fā)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(gè)模式控制引腳：INH和RM。當(dāng)TLE6250G檢測(cè)到Rx引腳上的信號(hào)從CAN空閑狀態(tài)改變到CAN占有狀態(tài)時(shí)，器件將交換CAN_H高和CAN_L低(圖9)。

狀態(tài)的這種對(duì)稱性變化可以有效降低EMI，因?yàn)镃AN_H上升造成的電磁輻射能被CAN_L的相反方向轉(zhuǎn)變所平衡。

圖9：在CAN物理層中，CAN_H和CAN_L的對(duì)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(jī)和僅接收。當(dāng)RM引腳置低時(shí)，器件工作在僅接收模式，這對(duì)診斷來(lái)說(shuō)很有幫助。當(dāng)INH引腳置高時(shí)，器件進(jìn)入低功耗待機(jī)模式，同時(shí)關(guān)閉發(fā)送和接收功能。

下一代系統(tǒng)

雪佛蘭Volt當(dāng)然是在商用化市場(chǎng)中投入生產(chǎn)的最復(fù)雜分布式嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用之一，它的設(shè)計(jì)在多個(gè)領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平。在影響Volt成功和電動(dòng)汽車市場(chǎng)普及的最重要系統(tǒng)中，汽車的鋰離子電池和相關(guān)的電池管理系統(tǒng)表明了汽車應(yīng)用中軟件和電路重要性的提高。根據(jù)最近發(fā)布的McKinsey市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告，到2025年，新興鋰離子技術(shù)完全可以把電池容量提高80%至110%，價(jià)格則隨之下降，從而使電動(dòng)汽車的總體擁有成本能夠與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)汽車相抗?fàn)?。?duì)工程師來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)仍然表現(xiàn)為在面對(duì)更高的直流電壓、電池容量、數(shù)據(jù)速率和消費(fèi)者期望值的情況下如何發(fā)掘新興鋰離子電池系統(tǒng)的全部潛能。