飞思卡尔推出智能电池传感器

　　摘要：每辆汽车中都至少有一个蓄电池，它通常有两个功能：启动发动机;给车内的电气装置供电，例如电动车窗，车载收音机等。在汽车发动机启动后，发动机将会通过发电机把动能转化为电能，然后给汽车电池充电来实现这个功能。
　　
　　为了满足以上两个功能，汽车的电池需要提供一个稳定的12伏的直流电源。电池工作异常，是很多汽车电气故障的主要原因，其中与发动机有关的问题将可能引发一系列的安全隐患。汽车发展的主流趋势就是车载电子设备和电子应用越来越多，混合动力和纯电动汽车逐渐流行，这都直接导致汽车电力负荷越来越高，不断增加电池的压力，要求对电池的工作情况尽可能多的实现实时监控，以分析可能出现的故障原因。另一个市场需求来自于气候的变化，天气的频繁出现让车载电池的故障率持续攀升，2012年底的欧洲和2013年底的美国，都因为气候导致的电池故障事故率大幅攀升。
　　
　　随着全新的关键任务需求(如发动机启停功能)越来越常见，分析公司StrategyAnalytics的报告指出，截至2020年，预计将有超过5200万辆汽车可支持启停功能。启停需求以及其他需求(如再生制动和智能交流发电机控制)正促使传感器对电池状态进行更加的传感，以提供早期故障告警。智能电池管理系统(BMS)持续监控电池性能，包括电池充电状态，电池生命周期状态和电池对各种应用供电支持的状态，监控电池工作的性能可减少因电池亏电造成车辆抛锚的风险。这种系统基于智能电池传感器(IBS)，可直接测量电池电流、电压和温度。测量数据传送给电池监控运算程序(BatMon)。BatMon计算电池状态并通知能量管理器电池所含能量、性能水平和使用寿命。这种信息反过来可用于支持启动-停车功能。当检测到电池接近临界状态时，立即提示驾驶者更换电池。
　　
　　为了可以更好地支持面向汽车和工业应用的传统和新兴电池化学品，飞思卡尔半导体业内面向普通市场的符合AEC-Q100标准的智能电池传感器已开始供货。该传感器在单一封装内集成了4路电压检测通道、5路温度采集通道和1路电流采集通道、3个模数转换器、1个16位MCU和CAN协议模块。MM9Z1J638电池传感器测量了多项关键电池参数，以监控电池的健康状态(SOH)、电荷状态(SOC)和功能状态(SOF)，从而进行早期故障预测。灵活的4通道电压采集架构可支持传统12V铅酸电池和其他新兴的电池应用，如14V堆叠锂电池、高压接线盒和24V卡车电池。
　　
　　相比于其他竞争对手的分立方案，MM9Z1J638电池传感器集成了1个带有128K闪存、8KRAM和4KEEPROM的16位S12Z微控制器，和1个CAN协议模块、LIN接口和3个模数转换器电路，该传感器将模拟、处理器和通信功能集于一身，有助于降低物料成本并采用更加*的电池监控算法。该模拟前端包括两个16位ΣΔ模数转换器(ADC)，用于同步测量电池电压和电流，另外还有第三个16位ΣΔ模数转换器(ADC)用于温度监控，采用集成式传感器和冗余测量真实性检查以保证功能安全。全新飞思卡尔产品的输入电池电压测量功能可支持高达52V的电压直接接入设备，并且当与外部分压电路配合使用时，可支持更高的电压电池配置。其定期唤醒功能可使器件长时间以低功耗模式运行，从而降低系统平均功耗。MM9Z1J638*符合AEC-Q100汽车标准，可满足严苛的汽车业ESD、EMC标准并达到*质量水平。
　　
　　飞思卡尔开发的具有CAN/LIN接口的四节锂电池智能管理单元解决方案，支持功能包括：4个电压输入通道(从1.3Vzui高至50V)电压检测;4个外部温度检测和1个内部温度检测通道;多达+/-2000A电流检测，外接100μΩ分流器电阻;4个电池单体被动均衡通道(基于MC33879);两个低边和两个高边开关控制(基于MC33879);供电电压范围3.5V至28V;支持CAN(物理层MC33901)、LIN、SPI、UART通讯接口。
　　
　　大多数飞思卡尔模拟产品均可满足工业市场的关键需求，如在更大的温度范围内运行。这些产品的设计和制造都经过严格的流程控制，并采用行业标准方法进行了检验，达到汽车市场严格的低缺陷率要求。MM9Z1J638电池传感器已纳入飞思卡尔产品长期供货计划，该器件的供货期zui短为10年或15年。