决心关于遍及电动轿车和混合动力/电动轿车（EV/HEV）至关重要，但要为了进步决心，咱们有必要进步这些车辆中电池丈量的精度。为取得更高的丈量精度，有必要处理搅扰数据收集以及将其传输到主处理器的高噪声等级。高精度地丈量电池电压、温度和电流远远不够，还需求同步。
电动轿车/混合动力轿车中的噪声源具有不同频率和不同振幅，这使得怎么更好地对其进行过滤成为了一个难题，然后不影响对电池电压、温度和电池组电流的丈量。丈量差错或许导致各种成果，包括错误报告电池充电状况、或许的过度充电和过度电池放电，这都或许会影响驾驶员、乘客和车辆的安全。为应对这些应战，德州仪器的电池监测器平和衡器产品组合旨在经过完成集成的噪声过滤波来完成高电压丈量的精度，这也最大程度地削减了对额定外部组件的需求。
图1：显现电源需求电池监测的电动轿车示例
当今信号噪声滤波处理方案的缺陷
关于驾驶员和乘客而言，现代轿车更安静，即便它不是 EV/HEV但并未听到许多影响内部体系的信号噪声，包括电池电压、温度和电流的丈量以及此数据与主电子操控单元（ECU）通讯的方法。
该信号噪声来自车辆的不同区域，包括加热器、逆变器电机和充电器。这些不同的噪声都在不同频率下产生谐振规模从数十赫兹到几百兆赫兹，这会影响需求监测的信号质量。因而，为完成尽或许高的功用，消除噪声或至少按捺大都噪声成为一项“必做之事”，不管噪声来自何处。降噪不妥或缺乏会在丈量途径中引进谐波重量，导致体系无法解释的额定差错。
原始设备制造商（OEM）面临着一个首要应战，由于很难精确描绘噪声源特征，这样明晰的组件挑选可对其进行完好滤波。这一不知道状况影响完好滤波的履行方法。一般来讲，规划工程师会挑选离散的RC滤波器和集成电路，这些滤波器和集成电路被保存地过度规划，以保证其最安全，然后终究影响全体处理方案的本钱和功率。
BMS体系集成商和规划人员还应留意集成到电池监测器中的数据转化器的类型。例如，在BMS监测器中都有并行的Σ – ΔADC，每个通道带有抽取滤波器，这有助于按捺噪声，但每次丈量的转化时刻较长。这反过来会影响总电压丈量速度。另一方面，多路复用SAR ADC转化器速度要快得多，可是在一切通道上采样的电池电压之间存在时刻差，然后对它们的同步产生问题。
战胜与丈量同步相关的应战
同步电池电压的丈量无疑对充电状况(SOC)算法的精确性起着至关重要的效果。该算法可以以尽或许小的差错确认电池的充电状况。这些算法在OEM与OEM之间有所差异，其会导致电池电压丈量所需的最低同步并没有真实一致的标准。可是，原始设备制造商之间已达成一致，该数字有必要远低于低于1毫秒，并尽或许挨近0。
每个BMS监测器可一起丈量的多个电池的数量也发挥着效果。如上所述，依据BMS监测器的架构和通道数，可经过在每个通道上装置一个ADC（例如Σ – Δ ）来完成完美同步，以便它们可一起开端丈量。
可是，还有必要记住菊花链通讯线路上产生的时刻推迟，由于每个BMS监测器都将其数据向下传输到主ECU。此处有必要考虑通讯速度和帧协议。相同在此状况下，就此要求而言，OEM厂商之间并未一致。商场评价大约是10毫秒，20毫秒，有时乃至是100毫秒。这意味着，例如ECU将有必要每10毫秒接纳一次与400V体系的电池电压相关的数据，且在此时刻内，一切96电池上采样的电池电压有必要在小于1毫秒的时刻内对齐。
图2：选用德州仪器 BQ796XX电池监测器系列的菊花链装备示例
运用外部组件来过滤噪声是行不通的
为了取得一种有用且本钱优化的处理方案，德州仪器凭借其轿车电池监测器平和衡器系列产品，经过最大极限地削减并终究消除了对外部组件的需求来过滤电池办理体系中的噪声。
BQ79616-Q1经过在ADC丈量之前集成前端滤波器来处理噪声问题，因而可在进行采样之前按捺高频噪声。集成式前端滤波器使体系可以在电池单元输入通道上完成简易的、低额定电压值和差分RC滤波器。
此外，集成了后置丈量滤波器，以进步ADC转化后的丈量精度，并供给多种频率滤波选件供您挑选。集成的ADC后，数字低通滤波器可完成相似直流的电压丈量，以完成更佳的SOC核算。德州仪器监测器在Ta = 80C时支撑高达240mA的自主内部电池平衡，并具有温度监控、主动暂停和重启平衡功用，以防止过热的状况。这使ECU的开支更少，且以更快速度履行额定处理。
为了加速一切电池丈量成果的交给速度，BQ79616-Q1优化了通讯协议，以便在菊花链装备中完成快速数据回来，然后更好地削减了器材之间的推迟。例如，在选用菊花链方法衔接六个BQ79616的96-电池400V体系中，电压丈量可在 2.5ms 内回来到体系、波特率为 1Mbps，其间通道间的电池电压丈量增量仅为120微秒。这种通讯时刻缩短将让ECU有更多时刻履行其他操作，并进步了整体毛病检测时刻容差。
包括阻隔式双向菊花链端口可支撑根据电容器和根据变压器的阻隔，然后答应将最有用的组件用于EV动力体系中常见的集中式或分布式架构。此外，经过阻隔式差分菊花链通讯接口，主机可经过单个接口与整个电池组进行通讯。若产生通讯线路中止时，菊花链通讯接口可装备为环形架构，答应主机可以与仓库两头的设备进行通讯。
一个长时刻的、经济高效的噪声过滤处理方案
经过消除对外部噪声过滤组件的需求，工程师可进步丈量的完好性和精度，完成通道间丈量同步，并削减一切丈量回来到主机的时刻。此进程还应有助于生成一个优化的、具有本钱效益的处理方案，以协助OEM在SOC和健康状况（SOH）核算目标上完成1%的差错。跟着这些改善不断渗透到EV/HEV商场中，更多具有本钱效益和更牢靠的产品将推出，这将会进一步进步咱们的决心。
