發布日期：2022-04-28 點擊率：77
遠程信息處理控制單元（TCU或T-BOX）是一種嵌入式車載系統，可應用于車輛的無線跟蹤與通信等領域。
在本系列的文章中會依次對以下主要模塊進行詳細介紹：
第一節：電源軌；
第二節：充放電管理；
第三節：接口；
第四節：緊急呼叫單元；
第五節：無線連接單元；
第二節 充放電管理
正常情況下，VBAT為負載供電的同時也會為備用電池充電；當遇到突發狀況時（如撞車），VBAT無法正常供電，此時轉換成備用電池為負載供電。如下圖藍色陰影框圖所示，備用電池的充放電管理主要分成三個部分：電池組、充電器以及預升壓。
圖-1
1. 電池組
常用的蓄電池有Ni-MH，LiFePO4以及Li-Lon，其特點列舉如下表所示。
類型 | Ni-MH | LiFePO4 | Li-Lon |
優點 | 可靠耐用； 過量的充電不會產生高溫； 成本較低；
| 高額定電流； 壽命長； 熱穩定性高； 安全； | 高能量密度； 高電壓（3.6V）； 壽命長； |
缺點 | 快速自放電，導致要頻繁充電； 低電壓（1.2V），導致體積大； | 低電壓（3.2V）； 高自放電，導致平衡問題與老化；
| 易碎，運輸需要保護電路； 充電時需要限制峰值電流； 溫度需要監控； 昂貴； |
表-1
在汽車的領域中通常使用Ni-MH以及Li-ion。Ni-MH相對安全可靠，即使過量充電也不會產生高溫。而Li-ion可以在更小的體積內實現更高的能量密度，且價格更低。世界領先的汽車制造商已經將鋰離子電池應用于E-Call 。
2. 充電器
1） 針對鋰電池的解決方案
鋰電池充電的過程可分為三步：當電壓小于3V時，先進行預充電，電流為0.1C；當電壓上升到3V到4.2V時，采用恒流充電，電流為0.2-1.0C；當電壓大于4.2V時，采用恒壓供電，此時電流隨電壓的增加而減少，直到電量完全充滿。TI主推器件為BQ24081-Q1，優勢如下：
高度集成的線性充電器件，集成了功率 FET 和電流傳感器，可提供高精度電流和電壓調節以及讀取充電狀態；
可通過設置外部電阻調節充電電流；
可實現電池容量、循環周期以及安全性的最大化；
非常適合低壓差的充電應用；
可提供睡眠模式降低功耗；
封裝小，3mm × 3mm VSON10。
2） 針對鎳氫電池的解決方案
鎳氫電池充電過程也可分為三步：先快速充電（Fast Charging）恢復大部分容量；然后采用定時充電（Optional Top-off charge）恢復全部的容量完成充電；最后通過提供連續的脈沖涓流（Pulse-Trickle Charge）維護充電，從而補償電池的自放電。充電過程中的終點控制非常重要，可采用檢測電壓降（- ）、檢測電壓峰值、檢測最高溫度等終止充電。TI有專門針對鎳氫電池的充電管理方案，如BQ2002。然而這種方式成本較高。
當成本受限時，也可采用LDO直接為鎳氫電池充電。因為LDO有輸出最大電流的限制，這樣就不會導致電流超標。TI主推器件為TPS79801-Q1，優勢如下：
寬輸入電壓范圍：3V到50V；
不需要輸入保護二極管；
輸出電流達50mA；
低壓差，典型值為300mV。
3） 針對磷酸鐵鋰電池的解決方案
磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰（LiFePO4）材料作電池正極的鋰離子電池，它是鋰離子電池家族的新成員。由于它的性能特別適合作動力方面的應用，又被稱之為磷酸鐵鋰動力電池。
它的充電算法與Li-Lon電池不同：首先電池快速充電到過充電電壓，然后慢慢下降到較低的浮動充電電壓閾值。該充電器集成了傳感器，能在電流電壓調節的回路中達到較高的精度。內部控制回路還會通過充電周期監測芯片結溫。如果超過內部溫度閾值，則會降低充電電流。推薦的芯片為BQ25071-Q1。
3. 升壓電路
由于從電池組輸出的電壓較低（如Li-ion為4.2V），通常需要預升壓芯片將電壓升到5V為后續二級電源供電。TI推薦的TPS61085-Q1是一款具有強制 PWM 模式的汽車類 18.5V、2A、650kHz/1.2MHz的升壓轉換器。
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第二節：充放電管理；
第三節：接口；
第四節：緊急呼叫單元；
第五節：無線連接單元；
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