一种具有zui高效且可靠的电池监控系统的独特新解决方案包含一个18单元监控器和平衡IC与微控制器到SPI从隔离接口的组合。多单元电池堆栈监控器可测量多达18个串联的电池单元，总测量误差小于2.2 mV。0 V至5 V的电池测量范围适合大多数电池化学应用。可在290 μs内测量所有18个电池单元，并选择较 低的数据采集速率以便降噪。可将多个堆栈监控器件串联，以便同时监控很长的高压电池串。每个堆栈监控器都具有 isoSPI? 接口，用于高速、RF抗扰、远距离通信。多个器件以菊花链形式连接，并为所有器件连接一个主机处理器。该菊花链可双向操作，即使通信路径出错，也能确保通信完整性。电池堆栈可直接为IC供电，也可采用隔离电源为其供电。IC具有用于每个电池单元的被动式平衡和个别PWM占空比控制功能。其他特性包括一个板载5 V调节器、9个通用I/O线路和睡眠模式（在此模式下，功耗降至6 μA）。c

BMS应用具备短期和长期精度需求，因此使用嵌入式齐纳转换基准电压源而非带隙基准电压源。这能够提供稳定的低漂移 (20 ppm/√kHr), 低温度系数(3 ppm/°C)、低迟滞(20 ppm)原边电压基准源以及出色的长期稳定性。这种精度和稳定性至关重要，它 是所有后续电池单元测量的基础，这些错误对所获数据的可信度、算法一致性和系统性能会产生累积影响。

虽然高精度基准电压源是确保卓越性能的必要功能，但光凭该功能还不够。模数转换器架构及其操作必须符合电噪声环境要求，这是系统大电流/电压逆变器的脉宽调制(PWM)瞬态特性的结果。准确评估电池的充电状态和工作状态还需要相关的电压、电流和温度测量。

堆栈监控转换器使用∑-?拓扑结构在系统噪声影响BMS性能之前降低噪声，该拓扑由六个用户可选择的滤波器选项辅助来解决噪声环境。通过每次转换使用多次采样的天然特性，以及采用均值滤波功能，∑-?方法降低了电磁干扰(EMI)和其他瞬态噪声的影响。

在任何使用排列为电池单元或模块组的大型电池包的系统中，都不可避免地需要实现电池平衡，例如用于为医院微型电网和子电网供电的大型储能单元。虽然大多数锂电池在首次获取时匹配良好，但会随着老化损失容量。不同电池的老化过程出于多种因素可能各有不同，如电池组温度梯度。使这整个过程加剧的是，超过SOC上限工作的的电池单元将过早老化，并损失额外容量。这些容量差异以及自放电和负载电流的小差异都会导致电池不平衡。

为了解决电池不平衡问题，堆栈监控器IC直接支持被动式平衡（使用用户可设置的计时器）。被动式平衡是在电池充电周期内标准化所有电池的SOC的简单、低成本方法。通过从较低容量的电池中移除电荷，被动式平衡可确保这些较低容量的电池不会过度充电。IC也可用于控制主动平衡，这是一种更复杂的平衡技术，通过充电或放电循环在电池之间传输电荷。

无论是使用主动方法还是被动方法，电池平衡都依赖于高测量精度。随着测量误差越来越大，系统所建立的操作保护等级也必须增加，因此平衡性能的有效性将受到限制。此外，由于SOC范围受到限制，对这些误差的灵敏度也增加了。小于1.2 mV 的总测量误差在电池监控系统的系统级要求范围内。