隨著越來越多的車輛實(shí)現(xiàn)電氣化，通過高精度電池監(jiān)控實(shí)現(xiàn)最高級別的功能安全變得至關(guān)重要。但是，為了提高電池監(jiān)控精度，汽車的電池管理系統(tǒng)必須實(shí)時高效運(yùn)轉(zhuǎn)，以監(jiān)控其中每節(jié)電池的性能。

在典型的混合動力汽車(HEV)和電動汽車(EV)配置中，電池管理單元(BMU)由一個12V的電池供電。為了支持遙控鑰匙輸入、安全和電池監(jiān)控等功能，即使在汽車停車或熄火時，電池也要持續(xù)供電。停車后，為了確保電池處于正常狀態(tài)，微控制器(MCU)必須被定期喚醒，查看高電壓電池組是否出現(xiàn)故障。這種定期喚醒會消耗電量，并可能導(dǎo)致12V電池過早將電量放完。

現(xiàn)在，設(shè)計(jì)工程師和汽車制造商可考慮通過全新的主機(jī)自動反向喚醒功能關(guān)閉主機(jī)MCU，轉(zhuǎn)而依靠電源管理集成電路(PMIC)保持低功耗模式運(yùn)行并節(jié)省12V電池的電量。

了解具有故障喚醒功能的電池設(shè)計(jì)

如圖1所示，電動汽車電池組可堆疊電壓達(dá)到800V及以上，從而滿足交流電機(jī)的負(fù)載要求。這些電池組由數(shù)百個串聯(lián)堆疊的電池組成。分布式電池組系統(tǒng)通過在單獨(dú)的印刷電路板（稱為電池感應(yīng)單元）上連接多個高精度電池監(jiān)控器，支持包含多節(jié)電池的電池組。

BMU板包括主機(jī)MCU及電源（PMIC或系統(tǒng)芯片[SBC]）和通信接口，該通信接口將MCU與電池監(jiān)控單元上的電池監(jiān)控器件相連，然后電池監(jiān)控器件連接實(shí)際的電池。該設(shè)計(jì)支持環(huán)形連接，可在電纜發(fā)生故障時改變菊花鏈通信方向。主機(jī)MCU通過控制器局域網(wǎng)總線與汽車的控制單元連接。通過有效地監(jiān)控每節(jié)電池，電動汽車的MCU可確保每節(jié)電池都正常運(yùn)行。

圖1：電池管理系統(tǒng)簡圖

通過TI的電池監(jiān)控器和平衡器提高準(zhǔn)確性

TI的BQ79616-Q1 電池監(jiān)控器和平衡器可以持續(xù)監(jiān)控高電壓電池，即使是在睡眠模式下也是如此。如果電池出現(xiàn)故障，BQ79616-Q1 會通過菊花鏈配置將故障信息傳輸?shù)?BQ79600-Q1 通信接口。繼而，BQ79600-Q1 被喚醒并命令PMIC和MCU進(jìn)入喚醒狀態(tài)。MCU無需定期自行喚醒，可以依靠 BQ79616-Q1 監(jiān)控器喚醒。因此，通過 BQ79600-Q1以及BQ79616-Q1 的主機(jī)自動反向喚醒功能，可以將MCU關(guān)閉并讓其PMIC進(jìn)入低功耗模式，從而大幅減少12V電池的電流消耗，并節(jié)省電池電量。

如圖2所示，當(dāng) BQ79616-Q1 處于睡眠模式（低功耗運(yùn)行模式）時，它仍在檢測電池單元是否出現(xiàn)過熱和欠溫、過壓和欠壓以及熱敏電阻過熱和欠溫故障。由于在睡眠模式下無法進(jìn)行通信，因此該器件提供了一個可通過"心跳"（器件處于正常狀態(tài)）和故障（器件處于故障狀態(tài)）音調(diào)傳輸故障狀態(tài)信號的選項(xiàng)。

這些音調(diào)的傳輸方向與通信命令幀的傳輸方向相同。與通信音調(diào)不同的是，"心跳"和故障音調(diào)都是定期傳輸。"心跳"和故障音調(diào)接收器始終處于睡眠模式。為了使音調(diào)信號返回到基本器件（以觸發(fā)NFAULT狀態(tài)），必須采用一個環(huán)形架構(gòu)以支持在睡眠模式下傳輸故障狀態(tài)信號。BQ79600-Q1 監(jiān)聽器會在檢測到故障音調(diào)后自行進(jìn)入驗(yàn)證模式，以檢查是否真的出現(xiàn)故障。如果出現(xiàn)故障，BQ79600-Q1 將觸發(fā)INH引腳，該高電壓輸出引腳會施加電壓以啟用PMIC。

圖2：通過TI電池監(jiān)控器和平衡器實(shí)現(xiàn)主機(jī)自動反向喚醒

結(jié)論

BQ79616-Q1 系列電池監(jiān)控器和平衡器支持主機(jī)自動反向喚醒功能，因此可關(guān)閉主機(jī)MCU并讓電源進(jìn)入超低功耗模式，同時BQ79600-Q1 監(jiān)控堆疊的電池監(jiān)控器件是否出現(xiàn)故障。如果BQ79600-Q1 或堆疊的BQ79616-Q1檢測到實(shí)際故障，BQ79600-Q1 將通過INH引腳喚醒SBC，進(jìn)而喚醒MCU。這種設(shè)計(jì)可節(jié)省12V電池電量，而且即使在電動汽車停車或熄火時，也能滿足監(jiān)控電池單元是否出現(xiàn)過壓、欠壓、過熱、欠溫、熱敏電阻過熱和欠溫等故障的功能安全要求。

原文標(biāo)題：通過主機(jī)自動反向喚醒功能，節(jié)省混合動力汽車/電動汽車的電池電量！

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