在電池管理系統（BMS）中，電壓測量的精度直接影響電池狀態估算（如SOC、SOH）的準確性，尤其對LiFePO4等電壓曲線平坦的電池尤為重要。1mV的測量誤差可能帶來約1%的SOC誤差，進而影響電池可用容量與整車續航表現。

一、高精度測量的重要性

以一個85kWh的LiFePO4電池組為例，若測量誤差為5%，為確保安全運行，電池需限制在15%~85%的SOC范圍內，實際可用容量僅為70%。而將測量誤差控制在1%以內后，可將SOC范圍擴展至11%~89%，提升可用容量約8%，顯著提高能量利用率和續航能力。

二、影響測量精度的關鍵因素

工程師通常依據數據手冊評估測量精度，但實際應用中還需考慮以下現實因素：

初始容差：IC制造偏差；

溫度漂移：工作溫度變化導致基準偏移；

長期漂移：封裝應力松弛、老化效應；

濕度影響：芯片吸濕引發基準波動；

PCB裝配應力：焊接熱循環引起機械形變；

噪聲干擾：電機、逆變器等引起的EMI。

這些因素共同決定了系統在真實環境下的長期穩定性與可靠性。

三、基準電壓源的選擇：帶隙 vs 埋入式齊納二極管

電池測量IC常用的基準包括帶隙基準和齊納二極管基準：

帶隙基準：結構簡單、功耗低，但易受污染、氧化層電荷影響，存在較高噪聲和較大長期漂移。

埋入式齊納二極管基準：結點位于硅基內部，遠離表面污染，具備更低噪聲、更高穩定性和更小初始誤差，適合高精度、高可靠性的BMS應用。

LTC68xx系列采用經過優化的埋入式齊納二極管基準技術，在-40°C至+125°C汽車級溫度范圍內，典型溫度漂移小于1mV（見圖1）。長期穩定性測試顯示，在30°C下3000小時后，其漂移性能優于帶隙基準至少5倍（見圖2），且在濕度和機械應力測試中也表現出更強的抗擾能力。如需LTC68xx系列產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

圖1

圖2

四、噪聲抑制與ADC架構選擇

電動汽車/混合動力汽車中的大電流開關器件（如電機控制器、DC-DC轉換器）會產生強烈的電磁干擾（EMI），這對BMS的測量精度構成挑戰。

傳統的濾波方法雖能降噪，但會增加采樣延遲。因此，需要在速度與精度之間取得平衡。LTC68xx系列采用了三階∑-? ADC架構，具有如下優勢：

多次采樣取平均，實現內置低通濾波；

可編程采樣率，支持8檔截止頻率設置；

在290μs內完成12節電池的快速測量；

實測RF噪聲注入（100mA）條件下誤差小于3mV。

這種架構有效提升了系統在高噪聲環境下的魯棒性。

五、結語

在高性能BMS設計中，僅靠數據手冊參數無法全面反映真實世界的測量誤差。設計人員必須綜合考慮基準源類型、封裝應力、溫濕度變化及噪聲干擾等因素。ADI的LTC68xx系列通過采用埋入式齊納基準與∑-? ADC架構，在全溫度范圍和長時間使用中展現出卓越的測量精度與穩定性，為提升電池可用容量、延長續航里程提供了堅實保障。