ZHCUBE5 October   2023

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 多路复用器网络和开关策略
      2. 2.2.2 Cell Balancing
      3. 2.2.3 堆叠式 AFE 通信
      4. 2.2.4 连接到 MCU 的隔离式 UART 接口
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 BQ79616
      2. 2.3.2 TMUX1308
      3. 2.3.3 TMUX1574
      4. 2.3.4 TMUX1102
      5. 2.3.5 TPS22810
      6. 2.3.6 ISO7742
      7. 2.3.7 TSD05C
      8. 2.3.8 ESD441
      9. 2.3.9 ESD2CAN24-Q1
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 电芯电压精度
      2. 3.3.2 温度检测精度
      3. 3.3.3 电芯电压和温度传感时序
      4. 3.3.4 电芯均衡和热性能
      5. 3.3.5 电流消耗
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

多路复用器网络和开关策略

图 2-2 展示了读取所有热敏电阻和电芯电压的策略。两个 TMUX1308 器件用于将 16 个负温度系数 (NTC) 热敏电阻多路复用至一个 BQ79616。BQ79616 使用三个 GPIO(GPIO5、GPIO6 和 GPIO7)来对 TMUX1308 的 8 个 NTC 热敏电阻通道进行寻址,并使用两个 GPIO(GPIO1 和 GPIO2)来从两个 TMUX1308 器件读取公共输出引脚。这意味着 5 个 GPIO 可以开关 16 个 NTC 热敏电阻。如果需要更多的热敏电阻,6 个 GPIO 可以开关 24 个 NTC 热敏电阻。

GUID-20230925-SS0I-4S6C-V2SN-WX2MWTV3KQ1K-low.svg图 2-2 读取所有热敏电阻和电芯电压的策略

尽管可以使用 TMUX1308 或其他多路复用器轻松增加 NTC 热敏电阻的数量,但系统仍需要高效的开关策略,以在法规规定的安全时间内连接所有 16 个 NTC 热敏电阻。

NTC 热敏电阻开关的循环包括对所有堆叠的 BQ79616 GPIO5 至 GPIO7 引脚进行广播写入,以及对 TSREF 和 GPIO1 至 GPIO2 进行广播读取。该设计需要 8 个循环来从 16 个 NTC 热敏电阻读取温度数据。假设堆叠 BMU 的数量为 N,并且该设计使用 BQ79600 基础器件(确定 N 时不计入),则一个循环需要 14 + 4 × 2 × N_BMU - 1 + 60   μ s 来对所有器件上的 GPIO5 至 GPIO7 引脚进行广播写入。对 TSREF 和 GPIO1 至 GPIO2 的广播读取需要 14 + 4 × 2 × N_BMU - 1 + 60 + 14 + 4 × 2 × N_BMU - 1 + 90 × 2 × N_BMU   μ s。

如果 BESS 机架电压为 1500V,并且一个机架由 470 个串联电池组成,则使用 15 个 BMU(30 个 BQ79616 器件)来监控所有电池电芯。执行一个循环来从堆叠的 BQ79616 器件读取温度数据需要 4.11ms,然后轮询堆叠中每个 BQ79616 上 16 个 NTC 热敏电阻中的 2 个。从堆叠中每个 BQ79616 上的所有 16 个 NTC 热敏电阻读取温度数据需要 32.880ms。在读取 NTC 热敏电阻数据后,需要 11.706ms 才能读取所有堆叠 BQ79616 器件的电芯电压 (VCELL) 数据。为 1500V 机架收集温度和 VCELL 数据所需的总时间约为 44ms,符合 GBT34131-2023 标准(VCELL 为 100ms,NTC 热敏电阻为 1s)。