電池保護(hù)IC為混合動(dòng)力車和電動(dòng)車節(jié)省80%的BMS成本

12通道電池保護(hù)IC，降低了80%的BMS成本

SUNNYVALE，CA。2009年7月22日。Maxim Integrated Products (NASDAQ：MXIM)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。該器件是市面上首個(gè)可級(jí)聯(lián)的故障監(jiān)測(cè)器，提供額外的電池監(jiān)測(cè)功能，防止Li+電池發(fā)生爆炸(過(guò)熱)。可將最多31個(gè)MAX11080菊鏈連接，以監(jiān)測(cè)多達(dá)372節(jié)電池。該功能可以防止發(fā)生電氣級(jí)聯(lián)故障，并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的方案能夠降低80%的電池管理系統(tǒng)(BMS)成本。

MAX11080具有業(yè)內(nèi)最高的精度、極低的功耗、集成的安全和自診斷功能、以及多個(gè)可配置功能，有效解決了大容量電池組安全監(jiān)控相關(guān)的問(wèn)題。器件理想用于汽車、工業(yè)、電力線和電池備份等多種電池系統(tǒng)。

清潔能源的發(fā)展帶動(dòng)了能源存儲(chǔ)市場(chǎng)的空前發(fā)展

從運(yùn)輸業(yè)到智能電網(wǎng)，能量存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)燃料到清潔能源的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。在全球廣大消費(fèi)者和政府對(duì)綠色能源的廣泛關(guān)注下，能量存儲(chǔ)市場(chǎng)得到了空前的發(fā)展。Lux Research預(yù)測(cè)，2012年能源存儲(chǔ)市場(chǎng)將增長(zhǎng)55%，達(dá)到640億美元。其中，運(yùn)輸業(yè)能量存儲(chǔ)市場(chǎng)因受益于混合電動(dòng)車(HEV)需求的增長(zhǎng)，將從2007年的129億美元增長(zhǎng)到2012年的199億美元*。

鋰離子電力技術(shù)—一個(gè)爆發(fā)性的市場(chǎng)

在未來(lái)的燃料槽中，HEV電池組將成為下一代運(yùn)輸系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)級(jí)的重要組成部分。

雖然早期HEV采用的是鎳氫(NiMH)電池，但Li+電池以其較高的能量密度和較寬的單節(jié)驅(qū)動(dòng)范圍，有望在2015年時(shí)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。Lux Research預(yù)測(cè)Li+電池的銷售額將從2007年的68億美元躍至2012年的169億美元。

然而Li+電池有明顯的不穩(wěn)定性，需要精心的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方案以確保安全工作。電池過(guò)壓會(huì)引起電池溫度的迅速升高，引發(fā)燃料泄漏的過(guò)熱失控狀態(tài)。由于HEV通常需要數(shù)百節(jié)電池串聯(lián)供電，故障引起的后果是嚴(yán)重的：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。

挑戰(zhàn)：降低安全成本

如今電池組設(shè)計(jì)者投入大量的時(shí)間和資源，確保其電池組的絕對(duì)安全。通常的保護(hù)電路大都采用多個(gè)3或4通道故監(jiān)測(cè)器，并且在監(jiān)測(cè)器與模擬電路及無(wú)源器件(電阻、多路復(fù)用器等)之間采用昂貴的電流隔離器。這些電路體積龐大、價(jià)格昂貴，更不用說(shuō)時(shí)間的花費(fèi)了。

MAX11080極大地簡(jiǎn)化了多節(jié)電池組的設(shè)計(jì)。器件具有12通道故障監(jiān)測(cè)器，采用專有的電容隔離式菊鏈接口，大大減小了元件數(shù)量，降低了成本。這種獨(dú)特的架構(gòu)允許連接多達(dá)31個(gè)器件至串接電池組，對(duì)多達(dá)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間隔離，消除了級(jí)聯(lián)電氣故障。

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設(shè)立新的性能標(biāo)準(zhǔn)

除節(jié)省成本外，Maxim的方案還具有優(yōu)異的性能。

器件采用公司的高壓、小尺寸BiCMOS工藝，實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)最高的耐受電壓(80V)、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°C至+105°C)內(nèi)誤差小于±25mV。

此外，MAX11080可將功耗降低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。

靈活的功能

MAX11080具有16個(gè)可選過(guò)壓門限和8個(gè)可選欠壓門限?？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心跳信號(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)于區(qū)分正確和錯(cuò)誤的報(bào)警非常有用，能夠防止系統(tǒng)不必要的關(guān)斷。

針對(duì)汽車應(yīng)用的設(shè)計(jì)

MAX11080具有片內(nèi)自我配置和自我診斷模式。上電時(shí)器件自動(dòng)檢測(cè)電池狀態(tài)，并能夠配置為以任何連接順序或安裝模式監(jiān)測(cè)2至12節(jié)電池。器件還對(duì)內(nèi)部比較器電路進(jìn)行自測(cè)，保證其上電時(shí)工作正常。器件能夠監(jiān)測(cè)封裝上任何引腳的開路或短路狀態(tài)，并能持續(xù)監(jiān)測(cè)引腳上的這種故障。如需了解設(shè)計(jì)和封裝I/O的詳細(xì)信息，請(qǐng)發(fā)送申請(qǐng)，獲取FMEA報(bào)告。

MAX11080特性總結(jié)

• 2節(jié)至12節(jié)Li+電池故障監(jiān)測(cè)
• 電容隔離的菊鏈接口
  • 無(wú)需昂貴的隔離元件
  • 允許多達(dá)31個(gè)MAX11080串聯(lián)，監(jiān)測(cè)多達(dá)372節(jié)電池
• 引腳可選的過(guò)壓門限：3.3V至4.8V，步長(zhǎng)為100mV
  • ±25mV檢測(cè)精度
• 引腳可選的欠壓門限：1.6V至2.8V，步長(zhǎng)為200mV
  • ±100mV檢測(cè)精度
• 極低的功耗
  • 工作模式下電流為80μA
  • 關(guān)斷模式下電流為2μA
• 工作于6V至72V；能承受高達(dá)80V的電壓

MAX11080提供38引腳TSSOP封裝，工作在-40°C至+105°C溫度范圍。芯片起價(jià)為$3.92 (100片起，美國(guó)離岸價(jià))。