原标题：Renesas ISL94216 16个电池前端(BFE)器件解决方案

　　Renesas公司的ISL94216是16个电池的电池前端(BFE)集成电路,它是任何电池管理系统(BMS)的基本部件,能周期性扫描电池状态和工作环境,从而最佳化电池寿命和防止灾难性故障发生.器件的差分多路复合器和16为ADC能精确地监视电池电压,温度和负载电流,管理电池组的整个系统.ISL94216支持I2C,SPI和单线协议,允许用户连接电池管理解决方案中的MCU.器件的平均空闲(IDLE)模式电流为200μA, SHIP模式电流小于18μA,从而最大化电池组的存储和放电寿命. ISL94216具有内部电池平衡电流,每个电池平衡电流为8mA.热插入电压额度为62V,VCELL精确度为±5mV,IPACK精度为±0.2%,具有充电/负载叫醒检测电路,4引脚HPIO端口,集成了3.3V稳压器.主要用在小型电动车如电动自行车,电动滑板车和电动摩托车,无绳电动和花园工具,家用电器,24V,36V,42V和48V手持电池组,通信和服务器群组,太阳能群组和能量存储系统.本文介绍了ISL94216主要特性,框图,典型应用图和流检测框图以及评估板ISL94216EVKIT1Z主要特性,电路图,材料清单和电动出行解决方案框图.

　　The ISL94216 is a 16-cell Battery Front End (BFE) IC, an essential component of any Battery Management System (BMS), which periodically scans battery status and the operating environment to optimize battery life and prevent catastrophic failures.

　　A differential multiplexer and 16-bit ADC allows for accurate monitoring of cell voltage, temperature, and load current for management of the overall state of the battery pack.

　　The ISL94216 supports I2C, SPI, and Single Wire protocols allowing customers to connect an MCU in a proprietary battery management solution.

　　Low current consumption with an average IDLE mode current of 200μA and a SHIP mode current of less than 18μA maximizes the storage and discharge life of a battery pack.

　　The ISL94216 features internal cell balancing circuitry that provides 8mA of balance current per cell.

　　External cell balancing for higher currents is also supported.

　　This 16-cell high voltage BFE IC is offered in an efficient 64 Ld QFN package with a thermal pad.

　　ISL94216主要特性:

　　• High hot plug rating: 62V

　　• VCELL accuracy: ±5mV

　　• IPACK accuracy: ±0.2%

　　• 16-bit VCELL and IPACK measurements

　　• Charge/Load wakeup detection circuitry

　　• 4-pin GPIO port

　　• Integrated 3.3V regulator

　　• Supports I2C, SPI, and Single Wire communications

　　ISL94216应用:

　　• Light electric vehicles such as e-bikes, e-scooters, and e-motorcycles

　　• Cordless power and gardening tools

　　• Home appliances

　　• 24V, 36V, 42V, and 48V portable battery packs

　　• Telecom and server farms

　　• Solar farms

　　• Energy storage systems

　　图1.ISL94216框图

　　图2.ISL94216典型应用图

　　图3.ISL94216电流检测框图

　　评估板ISL94216EVKIT1Z

　　This user manual is intended to demonstrate basic operations of the GUI and ISL94216 Evaluation Kit. Use this document in the sequence it was written, each section assumes the previous section was completed.

　　The ISL94216EVKIT1Z evaluation kit consists of the following components:

　　• ISL94216EV1Z - ISL94216 evaluation board

　　• ISO-DONGLE-EV1Z - ISL94216 communications dongle with USB cable

　　• BMS-PS-CELL16Z - A 16-cell resistor ladder board

　　图4. 评估板ISL94216EVKIT1Z外形图

　　图5.BMS装配图

　　图6. 评估板ISL94216EVKIT1Z电路图(1)

　　图7. 评估板ISL94216EVKIT1Z电路图(2)

　　评估板ISL94216EVKIT1Z材料清单见:

　　电动出行解决方案是多种应用领域的一大焦点。电动自行车、电动滑板车、叉车和混合动力电动汽车只是需要各种解决方案的应用中的一小部分。在这一成功的组合解决方案中，瑞萨电子为工程师提供了一种可针对特定的属性进行配置的设计，例如低电压和低成本、功能和效率，或高功率和高扭矩。该设计为各种电机解决方案提供了参考。

　　完整的参考设计着重于三种类型的解决方案：低电压和低成本、功能和效率，或高功率和高扭矩

　　48V电动车成功产品组合方案的关键特性:

　　1) BFE和充电器板

　　ISL94216 16芯BFE支持高达200mA+的外部电芯平衡——实现大型电池组快速充电及高利用率的关键，热插拔容差高达62V

　　BFE为4芯至16芯电池组提供全高压侧电池保护与监控

　　具有内置FPU的瑞萨RX23T 32位MCU支持对整个系统的完全控制

　　瑞萨ISL28214运算放大器提供低功耗与输入偏置，ISL81601最大限度提升充电效率，并使用电流感测和I/O监测来调整输入电平

　　瑞萨ISL84051多路复用器可处理多达8个输入，具有低RDSon连接性及纳秒级切换时间

　　2) 电机控制和逆变器板

　　电机控制和逆变器板支持48V电池组，使用带有电机控制传感器的1600W逆变器动力总成，可达到5000rpm

　　电机控制和逆变器板包括DC/DC转换器、ISL28191运算放大器电流传感器、ISL80410 LDO稳压器、HIP2211 100V半桥MOSFET驱动器和MOSFET组;可连接至BFE和充电器板

　　3)可选板卡与手机端应用

　　带有RX23W MCU的BLE控制板通过BLE实现安全的手机连接，可用于油门控制、电池状态、GPS连接和保存历史路线;连接至BFE和充电器板。该MCU特别选取自同一RX产品家族，以实现软件设计的一致性

　　无线充电接收器板具有两个并联使用的瑞萨无线接收器，以根据需要提高输出;连接至BFE和充电器板

　　通过手机端应用解锁滑板车，控制开/关电源和电机启动

　　电动车解决方案可实现每隔1秒将诊断和参数数据发送至手机端的安全BLE信道