如何延长汽车电池的寿命和可靠性

该电路可以分为三个部分：

（1） 电池检测

电池电压通过一个直接从电池正极分接出来的阻性衰减器来检测。为检测电流，将一个检测电阻（12V应用一般使用100mΩ）放在电池负极与地之间。在这种配置中，汽车的金属底盘一般为地，检测电阻安装在电池的电流回路中。在其它配置中，电池的负极是地。对于SoH 计算，还必须检测电池的温度。

（2） 微控制器

微控制器或MCU 主要完成两个任务。第一个任务是处理模数转换器 （ADC） 的结果。这项工作可能很简单，例如仅执行基本滤波；也可能很复杂，例如计算SoC 和 SoH。实际的功能取决于MCU 的处理能力和汽车制造商的需求。第二个任务是将处理过的数据经由通信接口发送到ECU。

（3） 通信接口

目前，本地互连网络 （LIN） 接口是电池传感器和ECU 之间最常用的通信接口。LIN 是广为人知的CAN 协议的单线、低成本替代方案。

这是电池检测最简单的配置。然而，大多数精密电池检测算法要求对电池电压与电流，或者电池电压、电流与温度同时采样。

为了进行同步采样，最多需要增加两个模数转换器。此外，ADC 和MCU 需要调节电源以便正确工作，导致电路复杂性增加。这已经由LIN 收发器制造商通过集成调节电源而得到解决。

汽车精密电池检测的下一步发展是集成ADC、MCU 和LIN收发器，例如ADI 公司的ADuC703x 系列精密模拟微控制器。

ADuC703x 提供两个或三个8 ksps、16 位Σ-Δ ADC，一个20.48MHz ARM7TDMI MCU，以及一个集成LIN v2.0 兼容收发器。

ADuC703x 系列片内集成低压差调节器，可以直接从铅酸电池供电。

为了满足汽车电池检测的需求，前端包括如下器件：一个电压衰减器，用于监控电池电压；一个可编程增益放大器，与100mΩ 电阻一起使用时，支持测量1A 以下到1500A 的满量程电流；一个累加器，支持库仑计数而无需软件监控；以及一个片内温度传感器。

图2 所示为采用这种集成器件的解决方案。

图2. 采用集成器件的解决方案示例

几年前，只有高档汽车才配有电池传感器。如今，安装小型电子装置的中低档汽车越来越多，而十年前只能在高端车型中见到。铅酸电池所引起的故障数量因此不断增加。过不了几年，每辆汽车都会安装电池传感器，从而降低日益增多的电子装置引发故障的风险。