電動汽車電源設計挑戰(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。(安華高科技公司提供)

CAN物理信號

英飛凌TLE6250G CAN收發(fā)器位于通信信號鏈的末端，是一款經(jīng)過AEC認證的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(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(tài)改變到CAN占有狀態(tài)時，器件將交換CAN_H高和CAN_L低(圖9)。

狀態(tài)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(zhuǎn)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(fā)送和接收功能。

下一代系統(tǒng)

雪佛蘭Volt當然是在商用化市場中投入生產(chǎn)的最復雜分布式嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)中，汽車的鋰離子電池和相關的電池管理系統(tǒng)表明了汽車應用中軟件和電路重要性的提高。根據(jù)最近發(fā)布的McKinsey市場調(diào)查報告，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%，價格則隨之下降，從而使電動汽車的總體擁有成本能夠與內(nèi)燃機驅(qū)動的傳統(tǒng)汽車相抗爭。對工程師來說，挑戰(zhàn)仍然表現(xiàn)為在面對更高的直流電壓、電池容量、數(shù)據(jù)速率和消費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。