混合动力汽车和电池备份系统等新型电池应用催生电池监控芯片巨大需求

几乎所有能源 (太阳能、风能、地热能、核能、石油、天然气 … 等等) 都可以转换成电能。如果电池技术继续进步，以至能可靠和经济地储存大量电能，那么所有这些能源都可以互换使用。对于高功率电池应用来说，锂离子电池随时有望成为首选电池，这主要是因为其具有高能量密度；锂离子电池的能量密度几乎是镍氢电池 (NiMH) 的两倍，后者被当今的许多混合动力电动汽车所广泛采用。然而，为了使锂离子电池在数千次充放电周期中保持可靠性，电池设计必须解决诸多重大难题。

大功率锂电池系统面临挑战

锂离子电池的性能取决于电池温度和老化程度、电池充电和放电速率、以及充电状态 (SOC)。这些因素不是相互独立的。因此，锂离子电池充电状态一般限制在 20% ～ 90% 的范围，从而能够有效地提供一个达规定容量 70% 的可用容量。

为了从一个电气系统提供大量功率，诸如需要加速一辆汽车就需要高达数百伏的电压。如：在 1V 时提供 1kW 功率需要 1000A 电流，在 100V 时提供 1kW 功率仅需要 10A 电流。系统布线和互连线中的固有电阻将转化为 IR 损耗，因此，设计师采用了可实现的最高电压/最低电流。就一个基于电池的系统而言，典型锂离子电池的满充电电压为 4.2V，很多节电池必须串联连接成一长串才能提供足够高的电压而任一节电池的故障都会使整个电池组失效，而且电池组中每增加一节电池都会进一步提高这种风险。

同时克服高压电池组的挑战和锂离子电池的细微差别是一个非常复杂的问题。锂离子电池组不能像单个电源那样充电和放电。就那些容量稍微低于其它电池容量的电池而言，经过多个充电和放电周期后，其充电状态将逐渐偏离其它电池。如果每节电池的充电状态不是周期性均等或平衡的，那么某些电池最终将进入深度放电状态，从而导致损坏，并最终形成电池组故障。

因此一个电池控制系统必须仔细监视和控制每节电池的状态。这个问题可以划分成两个独立的任务：控制任务和数据采集任务。控制任务涉及为系统中每节电池充电和放电而设计的算法和方法。这在很大程度上取决于应用，并常常涉及受到高度保护的知识产权。

数据采集任务涉及电池组接口。这种接口必须快速和准确地沿着高压电池组测量每一节电池的电压。这需要具备从一个 0V 至高于 1000V (当提升电池组电压) 的共模电压中抽取一个小幅差分电压的能力。这是一个很大的难题，需要结合一些高性能模拟器件。

具备高集成度的LTC6802电池监控芯片面试

近日凌力尔特公司开发了可克服现有挑战的IC——多节电池监控 IC LTC6802，能测量多达12 个单独的电池。该器件的专有设计使得能够把多个LTC6802 串联起来 (无需使用光耦合器或光隔离器)，以实现长串串接电池中每节电池的精准电压监视。长电池串能够实现高功率和可再充电应用，例如：电动汽车、混合动力汽车、单脚滑行车、摩托车、高尔夫球车、轮椅、小船、叉式升降机、机器人、便携式医疗设备和不间断电源 (UPS) 系统。
LTC6208 能够对每节电池的电压进行快速而准确的测量 (即使在电池组电压超过 1000V 的情况下也不例外)，最大总测量误差在-40℃～85℃的温度范围内保证小于 0.25%，而且电池组中每节电池的电压测量都可以在 13ms 之内完成。对每节电池均进行了欠压和过压条件监视，并提供了一个相关联的 MOSFET 开关，用于对过充电电池进行放电。每个 LTC6802 通过一个 1MHz 串行接口进行通信，并包括温度传感器输入、GPIO 线和一个精准的电压基准。

LTC6802 专为解决汽车和工业应用所面临的环境和可靠性难题而设计。其技术规格针对 -40℃～ 85℃的工作温度范围进行了全面拟订，并提供了诊断和故障检测功能。LTC6802 是一款采用小外形 8mm x 12mm 表面贴装型封装的器件。

随着混合动力\电动汽车的逐步热销，大规模锂电池组的应用需求开始显现，传统的电池监控模式已经难以满足大规模电池组的应用需求，新的满足大规模监控需求的芯片势必推动这一新兴市场的发展，相信越来越多的设计公司会关注这一领域，使得它成为汽车电子领域中新的热点。