假如希望鋰離子電池在長時間內可靠工作，就要非常謹慎地對待它。這類電池不能在其充電狀態(SOC)的極限上運行。隨著時間推移和不斷使用，鋰離子電池的容量會下降并出現偏離，因此必須管理系統中的每一節電池，以保持所有電池都處于限定的SOC范圍之內。

為了給車輛供應充足的電力，要數十或數百節電池。這些電池配置成一長串，供應高達1000V甚至更高的電壓。電池管理電子電路必須在這種電壓非常高的環境中運行，并抑制共模電壓效應，同時差異化地測量和控制電池串中的每一節電池。電池管理電子電路必須能夠將來自電池組的信息傳送到一個中心點，以對其進行處理。

此外，在車輛或其他大功率應用中使用高壓電池組以后，會伴隨出現一些棘手的情況，例如工作時電氣噪聲非常大，溫度范圍非常寬。人們希望電池管理電子電路可最大限度地擴大工作范圍、延長壽命、提高安全性和可靠性，同時最大限度降低成本、減小尺寸和重量。

2008年，凌力爾特宣布推出首款高性能多節電池的電池組監視器LTC6802。其重要特色包括：以0.25%的最大總體測量誤差、在13ms內測量多達12節鋰離子電池;很多LTC6802IC可以串聯連接，以同時監視很長的高壓電池串中的所有電池。多年來，凌力爾特不斷改進LTC6802，供應了很多新的版本。所有這些版本都是為了在混合動力/電動型汽車(HEV)、電動汽車(EV)以及針對其他高壓、大功率電池組供應精確的電池管理。

最先進的高壓電池組監視器

LTC6811是凌力爾特公司最新的多節電池之電池組監視器，采用了超級穩定的電壓基準、高壓多路復用器、16位增量累加ADC和1Mbps隔離式串行接口。LTC6811以好于0.04%的準確度測量多達12節串聯連接電池的電壓。憑借8個可編程3階低通濾波器，LTC6811可非常出色地降低噪聲。在最快速ADC模式，可在290μs內完成全部電池的測量。

通過凌力爾特公司專有的兩線isoSpI接口，多個LTC6811可以互連并同時工作。每個LTC6811都集成了isoSpI接口，以直至1Mbps都能供應很高的抗RF噪聲性能，并在僅用雙絞線的情況，允許使用長達100米的電纜。LTC6811供應兩種通信選擇：使用LTC6811-1時，以菊花鏈方式連接多個器件，所有器件都連至一個主處理器;使用LTC6811-2時，多個器件并聯連接至主處理器，每個器件是單獨尋址的。

LTC6811為在-40°C至125°C溫度范圍內工作做了全面規定。該器件是面向ISO26262(ASIL)兼容系統設計的，通過其冗余電壓基準、邏輯測試電路、交叉通道測試、開路檢測功能、看門狗按時器和串行接口數據包差錯檢驗，供應了非常大的容錯范圍。就采用凌力爾特LTC6804的現有設計而言，LTC6811是一款引腳兼容型替代產品，且具備額外的濾波器截止頻率、額外的被動和主動平衡控制功能、新的ADC命令以及額外的容錯范圍以保證功能安全性。

圖1：多節電池的電池組監視器

ISO26262和功能安全性

LTC6811可用來實現具備以下特點的系統：具備高可靠性、高穩定性和高測量準確度，將在高壓、極端溫度、熱插拔和具電氣噪聲的環境中運行很多年。LTC6811還支持ISO26262標準所含義的汽車的功能安全性。ISO26262系統化地應對了汽車中的電子和電氣系統故障引起的潛在危險。這就要求系統必須不斷確認關鍵電子電路處于正常運行狀態，例如電池電壓測量電子電路。為了做到這一點，LTC6811供應廣泛的內部診斷功能，以驗證這類電子電路是否正常運行：

電池和監視器之間的開路檢測

輔助電壓基準以確認主基準準確度在5mV之內

對12節電池組成的電池組進行電壓測量，確認電池測量準確度在0.25%之內

雙通道測量以確認多路復用器和ADC準確度在0.01%之內

同時進行雙濾波器測量以確認濾波器正常工作

內部電源電壓測量

存儲器自測試

利用通用I/O，通過傳感器和外部器件進行冗余監視

準確度

為了實現卓越的準確度，LTC6811采用了一個專用掩埋式齊納電壓基準。掩埋式齊納電壓基準隨時間和工作條件變化，供應出色的長期穩定性和準確度。結果是，LTC6811能夠以不到1.2mV的誤差測量所有電池。

圖2：掩埋式齊納電壓基準的出色溫度漂移性能

此外，即使在有噪聲情況下，LTC6811也可通過濾除電池電壓上的噪聲，確保出色的測量準確度。這是通過使用增量累加ADC轉換器實現的。使用增量累加轉換器時，在轉換期間會對輸入多次采樣，然后進行數字濾波。結果是，內置低通濾波消除了作為測量誤差源的噪聲，這時截止頻率是按照采樣率建立的。LTC6811采用快速3階增量累加ADC，該ADC具可編程采樣率，供應8個可選截止頻率。結果是，出色地降低了噪聲，還得到了8種可編程測量速率，從而允許在短短290μs時間內完成對12節電池的測量。

圖3：LTC6811增量累加轉換器

更多功能

LTC6811被設計以在電池系統中最關鍵的位置上工作，直接連接到電池。這個位置處于BMS微處理器和外部設備之間，因此LTC6811可以監視電池傳感器，獲得電池電流或溫度等數值，并顯示這些值與電池測量值之間的密切相關性。LTC6811在這個位置上有幾種發揮用途的方式。

LTC6811供應非常靈活的通用I/O，可作為數字輸入、數字輸出或模擬輸入工作。當作為模擬輸入工作時，LTC6811可測量從V-至5V的任何電壓，測量準確度與測量電池時相同。此外，LTC6811允許電池測量與這些外部信號同步，或與包含12節電池的電池組電壓同步。LTC6811還具備一種內置功能，即通過數字I/O控制I2C或SpI從屬器件。這使LTC6811能夠控制更加復雜的功能，例如控制多路復用器以新增模擬輸入，或控制EEpROM以存儲校準信息。

LTC6811有內部被動平衡FET，可給單獨的電池放電，或直接控制更大的大功率外部FET。LTC6811可配置為在低功率狀態給電池放電，例如當電池包處于靜態時。此外，每節電池的放電輸出都可以在獨立的時間段內接通。這就使得當電池監視器未激活時，電池能夠在長時間內保持平衡。這些平衡引腳還可以作為串行接口使用，以控制凌力爾特的LT8584主動平衡電路。LT8584是一款單片反激式DC/DC轉換器，在失配電池組成的電池組中，可用來恢復多于99%的容量。通過LTC6811SpI主控功能，LTC6811可以連至凌力爾特基于SpI的主動平衡ICLTC3330。LTC3300是一款故障保護控制器IC，用于實現雙向主動平衡，可向12節或更多相連電池高效傳送電荷，或將這些電池的電荷傳送出去。

圖4：具主動平衡的電池組監視器

LINDUINOONE

為方便集成LTC6811的功能并縮短開發時間，凌力爾特新的Linduino?One為LTC6811供應了全面支持。LinduinoOne是一款ArduinoUno兼容的微控制器電路板，與USB完全隔離，直接連至LTC6811演示電路板。這個平臺具備內置引導程序，可快速在線更新固件，是一款簡便、穩定的硬件開發平臺。因為Arduino是一款開源平臺，BMS設計師可非常容易地訪問簡便和強大的Arduino集成式開發環境(IDE)。名為bmsSketchbook的代碼庫供應LTC6811示例代碼，用來在任何標準C編譯器中進行編譯。例如，bmsSketchbook包括很多例程，包括讀寫配置值、讀寫電池電壓、運行自測試、運行冗余測試、以及控制被動平衡。

圖5：LinduinoOne是一款ArduinoUno兼容的微控制器電路板，與USB完全隔離并直接連至LTC6811

總結

凌力爾特的LTC6811是第四代高性能多節電池監視器。LTC6811與其前一代LTC6804是引腳兼容和軟件兼容的。與LTC6804相比，LTC6811成本更低，供應額外的濾波器截止頻率、額外的被動和主動平衡控制功能、新的ADC命令以及額外的容錯范圍以保證功能安全性。LTC6811還得到了凌力爾特LinduinoOne的全面支持，以方便評估和開發工作。