飛思卡爾高度集成的電池控制器 適用于汽車和工業(yè)電池管理
發(fā)布時間:2014-09-22 來源:飛思卡爾 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】飛思卡爾近日推出高度集成的電池控制器,助力實現(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)地擴(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,無需昂貴的隔離式CAN總線,符合ASIL-C要求??傊?,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、混合動力汽車和電動汽車、電動自行車和能源存儲系統(tǒng)。
由于關(guān)鍵任務(wù)新應(yīng)用越來越要求汽車和工業(yè)電池提供支持,因此過充、過熱和內(nèi)部短路或過載等問題必須得到控制,才能有助于確保安全的運行環(huán)境。電池控制器精確地測量差分電池電壓、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)整個電池系統(tǒng)的電池組控制器,從而使整個電池的能量得到充分利用。
飛思卡爾高級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)計和全面集成,體現(xiàn)了飛思卡爾的系統(tǒng)級方法 -- 經(jīng)濟(jì)高效地管理電池充電,同時有助于預(yù)防故障和危險情況。這個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的成本。”
MC33771整合了控制單個48 V電池組所需的許多關(guān)鍵功能,包括同步測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。嵌入式功能驗證和故障診斷幫助符合ISO 26262 ASIL-C功能安全標(biāo)準(zhǔn),無需額外的外部電路。對于高壓系統(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,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、簡化設(shè)計復(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,用一個器件就可滿足一個典型的48 V LFP電池的要求,這個器件包括14個差分電壓測量,14個嵌入式電池平衡晶體管,7個用于溫度測量的模擬輸入,一個與電池電壓測量同步、可確定單個電池阻抗的嵌入式電流傳感器,還有一個可幫助判斷充電狀態(tài)的庫侖計。
其他特性包括:
●9.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V (運行), 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個差分電池電壓測量和堆棧電壓測量
●電池電壓/電流測量同步
●庫侖計數(shù)
●7x ADC/GPIO/溫度傳感器輸入
●初始化尋址
●板載 300 mA被動電池平衡
●低功耗模式
●64引腳QFP封裝
供貨和價格
MC33771和MC33664器件現(xiàn)已提供樣品。其工業(yè)市場版預(yù)計于2015年第一季度開始批量生產(chǎn),汽車市場版計劃于2015年第三季度開始批量生產(chǎn)。MC33771 起批1萬個的建議單價為4.86 - 10.95美元, MC33664起批1萬個的建議單價為1.65美元。其他衍生產(chǎn)品也計劃于2015年推出。如需了解更多信息,請訪問: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評估套件。這些電路板用于幫助加快產(chǎn)品上市時間,并展示這些器件多種嵌入式功能的優(yōu)勢。
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)市場需求,包括在擴(kuò)大的溫度范圍中運行。這些產(chǎn)品的設(shè)計和制作都有嚴(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)市場的嚴(yán)苛要求。MC33771和MC33664器件加入了“飛思卡爾產(chǎn)品長期供貨計劃”,該計劃保證自產(chǎn)品發(fā)布之日起提供最少10年或15年的長期供貨。如需查看相關(guān)條件和條款以及適用產(chǎn)品清單,請訪問: www.freescale.com/productlongevity。
飛思卡爾SafeAssure計劃:功能安全,簡化之道。
飛思卡爾 SafeAssure功能安全計劃旨在幫助系統(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): 國際標(biāo)準(zhǔn)組織 (ISO) 26262 和國際電工委員會 (IEC) 61508。該計劃著重介紹飛思卡爾解決方案-硬件和軟件-都經(jīng)過最優(yōu)化設(shè)計,以支持功能安全的實施,并隨附一套豐富的支持工具。如需了解更多信息,請訪問 www.freescale.com/SafeAssure。
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