在非完美电池管理系统中的故障监视

　　引言

　　想想那句称为“墨菲定律”的古老格言：“凡是可能出错的事情均会出错。”。在过去50年中，基于电子组件的系统得到了充分发展，已经能够以非凡的高可靠性提供非常先进的监视和控制功能。担心可靠性一般是因为对人的生命有潜在危险，紧随其后的原因是故障导致的高额损失和产品用户对满意度的下降。不过，事物从来都不是完美的，因此总是需要不断地提高可靠性，以产生安全、耐久的电子系统。

　　当系统可靠性必须保证而别无选择时，最好但也最昂贵的方法是，使用完全冗余的电路。完全一样的电路同时执行相同的功能，而且对执行结果进行某种形式的表决以始终产生最安全的效果。在很多这类系统中，如果检测到有故障的电路，那么就自动去掉该电路，并用一个相同的备份电路代替。对于长期可靠运行来说，这是理想的拓扑。另一方面，故障的后果并不总能证明完全冗余导致的高额费用是合理的。这类系统只是依靠所使用的每一个组件固有的可靠性。单个组件故障可能严重毁坏系统或永久损害准确度。具有这种性质的设计假定存在大量风险，但是能以最低成本实现。

　　就高度可靠的系统而言，居于中间的方法是故障监视，采用这种方法时，电路监视各种不同的系统组件，并报告任何异常现象。由于在电路中的任何位置随时都有可能发生任何事情，因此被监视的元件越多越好。对于检测到的故障所做出的反应会是多种多样的，从系统完全停机 (例如：火车上的常闭式紧急停车开关) 到某种简单的服务报警 (类似于汽车中仪表板上的“傻瓜灯”) 等等。

　　本文将阐述如何通过使用 LTC6801 故障监视 IC，提高一种高压锂离子电池组的长期可靠性。在电动型汽车、不中断电源、医疗仪器甚至电动工具等应用中，用电池作电源是一种持续不断的发展趋势，这些应用每种都有不同程度的可靠性预期。

　　长寿命电池电源面临的挑战

　　对于电动车和大量其它类型的便携式设备来说，电池已经成为一种主要的非传统能源。锂离子电池非常受欢迎，因为与具有相同能量密度的其它化学组成的电池相比，锂离子电池的能量密度允许锂离子电池组更小、更轻。对于大功率应用来说，如电动型汽车，需要叠置数百个电池以形成一个高压电源，这种电源产生更小的电流，可使用更细和重量更轻的导线。在这类汽车应用中，驾驶员的安全是第一位的，接下来是车主的满意度。因此，实现安全可靠的长期运行有显而易见的理由。为达到这个目的，每节电池的电量都必须得到持续监视，以在多年使用的情况下保持最佳水平。