isoSPI 器件支持多分支總線(xiàn)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)菊花鏈

　　采用簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接時(shí)，isoSPI 鏈路工作當(dāng)然非常好，如圖 3 所示，雙端口 ADC 器件 (LTC6804-1) 能夠形成完全隔離的菊花鏈結(jié)構(gòu)?？偩€(xiàn)或者菊花鏈方法有相似的總結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，因此，不同的設(shè)計(jì)根據(jù)一些細(xì)微的差別而傾向于采用其中一種方法。菊花鏈方法成本要稍微低一些，它不需要地址設(shè)置功能，一般只用到較簡(jiǎn)單的變壓器耦合;而并行可尋址總線(xiàn)的容錯(cuò)能力要好一些。

　　劃分 BMS 電子系統(tǒng)

　　圖 2 和圖 3 中顯示的實(shí)例電路采用了中心式體系結(jié)構(gòu)，這是目前 BMS 設(shè)計(jì)比較典型的結(jié)構(gòu)。然而，集中式結(jié)構(gòu)并未充分利用主要的 isoSPI 功能之一，即采用很長(zhǎng)的外露布線(xiàn)運(yùn)作。傳統(tǒng)的 SPI 連接并不適合這一任務(wù)，因此，目前的電池系統(tǒng)需針對(duì)電子系統(tǒng)中的通信限制而專(zhuān)門(mén)定制。采用 isoSPI 解決方案，避免了這些設(shè)計(jì)限制，可以實(shí)現(xiàn)更好更優(yōu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

　　圖 4 (a) 顯示了一個(gè)分布式菊花鏈 BMS 結(jié)構(gòu)，支持以分布式網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)任意模塊化和功能。為滿(mǎn)足分布式電路的要求，網(wǎng)絡(luò)可能有很多 ADC 器件 (LTC6804-1) 以及線(xiàn)束級(jí)互聯(lián)。為 ADC 信息使用 isoSPI 網(wǎng)絡(luò)意味著所有數(shù)據(jù)處理工作可以合并于一個(gè)微處理器電路，甚至根本不需要與任何電池單元處于同一位置。這種總體網(wǎng)絡(luò)的靈活性基于 isoSPI 的 BMS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高性能，并改善了性?xún)r(jià)比。

　　圖 4 (b) 示出了一種在一根多分支總線(xiàn)中采用 isoSPI 的分布式 BMS 結(jié)構(gòu)。雖然從外部看與圖 (a) 相似 (包括汽車(chē)布線(xiàn)方面)，但 isoSPI 傳輸線(xiàn)實(shí)際上是一個(gè)信號(hào)對(duì)，其并聯(lián)所有的 ADC 器件 (多達(dá) 16 個(gè) LTC6804-2) 并只終接總線(xiàn)的終端。某些總線(xiàn)實(shí)際上位于模塊的內(nèi)部，但最終再次脫離以傳播至下一個(gè)模塊。

　　圖中需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng) isoSPI 部分出現(xiàn)線(xiàn)束情況時(shí) (從而要進(jìn)行 BCI 干擾測(cè)試)，在 IC 相關(guān)的 isoSPI 端口連接中放置了一個(gè)小的共模扼流圈 (CMC)。CMC 是一個(gè)很小的變壓器單元，隔離任何殘留的非常高頻 (VHF) 共模噪聲，這些噪聲可能通過(guò)耦合變壓器的線(xiàn)圈間電容而泄露。此外，完全隔離線(xiàn)束以提高完整的安全性。

　　面對(duì)新的挑戰(zhàn)

　　由于采用 isoSPI 結(jié)構(gòu)后可減少電池模塊中的電子元器件數(shù)量，因此，更容易滿(mǎn)足如 ISO 26262 等新標(biāo)準(zhǔn)，而且性?xún)r(jià)比很高。例如，從冗余角度看，根據(jù)要求，只需要復(fù)制另一個(gè) ADC ，將其加到 isoSPI 網(wǎng)絡(luò)中。而且，采用網(wǎng)絡(luò)方法支持的合并處理器功能，提供冗余數(shù)據(jù)通路甚至是雙處理器都是很簡(jiǎn)單，而且對(duì)封裝沒(méi)有太大的影響，只是在各種模塊中根據(jù)需要增加額外的電路，以實(shí)現(xiàn)可靠性目標(biāo)。

　　結(jié)論

　　通過(guò)整合行之有效的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，isoSPI 提供了一種穩(wěn)健和簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn) SPI 設(shè)備遠(yuǎn)程控制法，而這在以前是需要對(duì) CANbus 進(jìn)行額外的協(xié)議自適應(yīng)調(diào)整。isoSPI 兩線(xiàn)式數(shù)據(jù)鏈路是一種具成本效益的方法，可通過(guò) ADC 的靈活網(wǎng)絡(luò)化來(lái)改善電池管理系統(tǒng)的可靠性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。將處理器功能合并到遠(yuǎn)離電池的地方能實(shí)現(xiàn)電池組模塊的簡(jiǎn)化，從而最大限度地減少每個(gè)電池電子線(xiàn)路的元件數(shù)量。