【導(dǎo)讀】飛思卡爾近日推出高度集成的電池控制器，助力實(shí)現(xiàn)功能安全性、強(qiáng)韌性和經(jīng)濟(jì)性。新產(chǎn)品能很好地平衡測(cè)量精度、可擴(kuò)展性和高速隔離通信的需求，適用于汽車和工業(yè)電池管理。
近日，飛思卡爾半導(dǎo)體推出一款面向工業(yè)和汽車應(yīng)用的、高度集成的14組鋰離子電池控制器，旨在經(jīng)濟(jì)高效地滿足嚴(yán)苛的 ASIL-C功能安全要求。
圖：飛思卡爾高度集成的電池控制器
飛思卡爾MC33771電池控制器和配套的MC33664隔離通信接口采用64引腳QFP封裝，其中整合了14個(gè)電池平衡晶體管、±0.5%精度的電流傳感器(支持范圍從毫安到千安)，2 Mbps通信收發(fā)器接口，為48 V電池系統(tǒng)提供強(qiáng)大可靠的性能，可經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展到1000V以上。該解決方案內(nèi)置的診斷功能有助于防止汽車和工業(yè)電池組出現(xiàn)致命的故障情況，其變壓器耦合了高速隔離式收發(fā)器，無(wú)需昂貴的隔離式CAN總線，符合ASIL-C要求。總之，這些特性使該解決方案非常適用于廣泛的汽車和工業(yè)應(yīng)用，包括48V電池組、混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車和能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。
由于關(guān)鍵任務(wù)新應(yīng)用越來(lái)越要求汽車和工業(yè)電池提供支持，因此過(guò)充、過(guò)熱和內(nèi)部短路或過(guò)載等問(wèn)題必須得到控制，才能有助于確保安全的運(yùn)行環(huán)境。電池控制器精確地測(cè)量差分電池電壓、溫度和電流，從而提供精確可靠的電池診斷，這是至關(guān)重要的。同樣重要的是，快速、準(zhǔn)確地將該信息從電池控制器傳送到控制和保護(hù)整個(gè)電池系統(tǒng)的電池組控制器，從而使整個(gè)電池的能量得到充分利用。
飛思卡爾高級(jí)副總裁兼模擬與傳感器事業(yè)部總經(jīng)理James Bates 表示：“我們的新電池控制器采用穩(wěn)健的設(shè)計(jì)和全面集成，體現(xiàn)了飛思卡爾的系統(tǒng)級(jí)方法 -- 經(jīng)濟(jì)高效地管理電池充電，同時(shí)有助于預(yù)防故障和危險(xiǎn)情況。這個(gè)新的電池控制器充分利用了飛思卡爾豐富的汽車行業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及致力于創(chuàng)建可靠而高度集成的高性能解決方案的悠久歷史，能夠降低為滿足嚴(yán)苛的安全要求所花費(fèi)的成本。”
MC33771整合了控制單個(gè)48 V電池組所需的許多關(guān)鍵功能，包括同步測(cè)量電流和電壓的能力，65 us內(nèi)精確度為2毫伏，使其更容易滿足ISO 26262 ASIL-C要求。嵌入式功能驗(yàn)證和故障診斷幫助符合ISO 26262 ASIL-C功能安全標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需額外的外部電路。對(duì)于高壓系統(tǒng)，集成式菊花鏈差分收發(fā)器使用穩(wěn)定的變壓器并隔離3750V的電壓以2 Mbps速度進(jìn)行通信，而不是采用昂貴的隔離式CAN總線，而MC33664使用同一個(gè)帶電壓隔離功能的變壓器直接將電池組連接到系統(tǒng)MCU的雙SPI接口。飛思卡爾的電池控制器解決方案提供了卓越的性能，系統(tǒng)所需物料更少并具有符合ASIL-C額定電池組的強(qiáng)大系統(tǒng)隔離。
MC33771加上飛思卡爾MC33664隔離通訊器件，可優(yōu)化多種電池結(jié)構(gòu)（包括集中式CAN、分布式CAN和分布式菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）的生命周期。電池控制器擁有強(qiáng)大、安全的高速菊花鏈通信設(shè)計(jì)，是昂貴的隔離式CAN總線的替代品。該器件能作為基于CAN的解決方案的替代選擇，電池中不需要本地微控制器、電壓調(diào)節(jié)器和隔離式CAN層，有助于降低成本、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)復(fù)雜性。
已經(jīng)開發(fā)的MC33771是SafeAssure功能安全解決方案，旨在使客戶能夠輕松地滿足嚴(yán)格的ISO 26262 ASIL-C要求，以及有關(guān)ESD、EMC、低電流消耗和AEC- Q100汽車認(rèn)證設(shè)計(jì)的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。雖然飛思卡爾MC33771可用于大多數(shù)已知的電池拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是它還擁有一組特定的功能集，用一個(gè)器件就可滿足一個(gè)典型的48 V LFP電池的要求，這個(gè)器件包括14個(gè)差分電壓測(cè)量，14個(gè)嵌入式電池平衡晶體管，7個(gè)用于溫度測(cè)量的模擬輸入，一個(gè)與電池電壓測(cè)量同步、可確定單個(gè)電池阻抗的嵌入式電流傳感器，還有一個(gè)可幫助判斷充電狀態(tài)的庫(kù)侖計(jì)。
其他特性包括：
●9.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V （運(yùn)行）, 70 V（瞬態(tài)）
●SPI或2 MHz隔離式差分通信
●電流傳感器精度為±0.5%，支持范圍從毫安到千安
●14個(gè)差分電池電壓測(cè)量和堆棧電壓測(cè)量
●電池電壓/電流測(cè)量同步
●庫(kù)侖計(jì)數(shù)
●7x ADC/GPIO/溫度傳感器輸入
●初始化尋址
●板載 300 mA被動(dòng)電池平衡
●低功耗模式
●64引腳QFP封裝
供貨和價(jià)格
MC33771和MC33664器件現(xiàn)已提供樣品。其工業(yè)市場(chǎng)版預(yù)計(jì)于2015年第一季度開始批量生產(chǎn)，汽車市場(chǎng)版計(jì)劃于2015年第三季度開始批量生產(chǎn)。MC33771 起批1萬(wàn)個(gè)的建議單價(jià)為4.86 - 10.95美元， MC33664起批1萬(wàn)個(gè)的建議單價(jià)為1.65美元。其他衍生產(chǎn)品也計(jì)劃于2015年推出。如需了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：http://www.freescale.com/battery
飛思卡爾為MC33771電池控制器和MC33664變壓器物理層提供硬件支持—KIT33771ASP1EVB和KIT33664EVB評(píng)估套件。這些電路板用于幫助加快產(chǎn)品上市時(shí)間，并展示這些器件多種嵌入式功能的優(yōu)勢(shì)。
強(qiáng)大可靠的模擬性能
大部分飛思卡爾模擬產(chǎn)品能滿足關(guān)鍵的汽車和工業(yè)市場(chǎng)需求，包括在擴(kuò)大的溫度范圍中運(yùn)行。這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作都有嚴(yán)格的工藝控制，并采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了鑒定，缺陷率符合汽車和工業(yè)市場(chǎng)的嚴(yán)苛要求。MC33771和MC33664器件加入了“飛思卡爾產(chǎn)品長(zhǎng)期供貨計(jì)劃”，該計(jì)劃保證自產(chǎn)品發(fā)布之日起提供最少10年或15年的長(zhǎng)期供貨。如需查看相關(guān)條件和條款以及適用產(chǎn)品清單，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)： www.freescale.com/productlongevity。
飛思卡爾SafeAssure計(jì)劃：功能安全，簡(jiǎn)化之道。
飛思卡爾 SafeAssure功能安全計(jì)劃旨在幫助系統(tǒng)制造商所開發(fā)的系統(tǒng)更輕松地符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)： 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 (ISO) 26262 和國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 61508。該計(jì)劃著重介紹飛思卡爾解決方案－硬件和軟件－都經(jīng)過(guò)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，以支持功能安全的實(shí)施，并隨附一套豐富的支持工具。如需了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) www.freescale.com/SafeAssure。
