新的隔離式數據鏈實現模塊化電池組

　　電池組設計師受到激勵開發模塊化系統。16kW-hr的電池也許不便于放入汽車內的單個艙中。此外，為了經濟的適用性和保修，8，000歐元（10，235美元）的電池組可以分成小的模塊。而且，單個模塊化電池組設計可以擴大或縮小，以滿足很多不同汽車平臺的需求。

　　倘若把一個大型電池組拆分成若干個較小的模塊，則會使電氣連接的設計變得復雜化。在電池模塊和控制電路之間傳輸數據需要一個線束。線束將遭受嚴重的電磁干擾 （EMI）。必須仔細注意數據通信硬件和軟件。AFE IC領域的新發明可以極大地降低數據通信的成本，同時保護電池組免受EMI影響。

　　2012 年生產具備模塊化電池組的汽車一般采用結合的CAN（控制器局域網）通信和數字隔離器，如圖4所示。CAN用兩條導線提供堅固的通信。一個小型微處理器 （MPU）將數據從CAN協議轉換到AFE IC更簡單的SPI或I2C協議。模塊之間的隔離由一個數字隔離器IC提供，這有時需要一個隔離式電源。CAN收發器、MPU和隔離器IC合起來的成本大約為3.5歐元（4.50美元）。

　　圖4：運用CAN的隔離式數據通信

　　新的LTC6804 AFE IC消除了CAN的成本和軟件復雜性問題，同時在模塊之間提供堅固和隔離式兩線數據傳送。圖5顯示，用LTC6804的isoSPI端口與一個簡單的脈沖變壓器相結合，實現了電池模塊的互連。另一種凌力爾特IC是LTC6820隔離式SPI接口IC，將任何微處理器的SPI端口連接到isoSPI總線。來自微處理器的時鐘、數據和芯片選擇信號由LTC6820編碼成不同的脈沖。LTC6804將這些脈沖解碼回時鐘、數據和芯片選擇信號。微處理器將 LTC6804 AFE IC看作一個簡單的SPI外圍設備。透明的isoSPI總線提供電流隔離和抵抗EMI的能力。

　　圖5：運用isoSPI實現的隔離式數據通信

　　isoSPI 脈沖的信號強度和兩線連接的阻抗是可調的。通過改變電阻器的值（未顯示），用戶可以提高信號電流。這種靈活性意味著，isoSPI總線可以定制以通過 100米電纜通信并抑制高干擾電平。LTC6804 AFE IC包括15位循環冗余校驗（CRC），以確保數據的完整性。圖6說明了大電流注入（BCI）測試的結果。BCI測量一個系統的抗電磁干擾性。RF能量通過夾在電纜的探頭注入。另一個探頭測量所產生的RF電流。數據包通過電纜發送，CRC用來查看是否有數據損壞。采用幾種不同的isoSPI數據脈沖強度來重復測試。20mA isoSPI數據脈沖不受200mA RF注入的影響。

　　圖6：isoSPI抗RF干擾能力