跟着环境和动力问题日益严峻，电动轿车及混合动力轿车(EV/HEV)已经成为了当今世界重视的焦点。蓄电池是EV的动力环节，但其单体端电压及容量都较小，比方广泛使用的磷酸铁锂(LiFePO4)电池端电压一般不超越3.65 V,因而常需多单体串并联组合使用来满意车辆的需求[1-3].关于车载电池包而言，一个功用齐备的监控体系是十分必要的。目前国内的电池组监控设备存在两大问题：一是电池电压检测精度不高，二是电池组均衡操控的完成较杂乱。针对这些问题，本文使用Linear Technology 公司新推出的电池组监控芯片LTC6802,规划了一套面向锂离子电池组的硬件监控渠道。该渠道规划完成的功用包含单体电压/ 温度检测、电池组均衡以及分布式CAN 通讯等。
1 电池组监控芯片LTC6802 简介
LTC6802-1 是一款专门用于电池组监控的芯片，每片能够检测多达12 个串联衔接的单体电池电压，输入总电压高达60V,能够经过分布式总线结构或直接将芯片串联的方法来完成对更多串联单体电池的电压检测。此外，LTC6802-1 还具有以下特性：
(1)具有12 位ADC,电压收集精度高，可达5~8 mV;(2)具有被迫均衡功用，可经过片内(或外部扩展的)MOSFET开关对过压的单体进行放电;(3)1 MHz 可与SPI 兼容的串行通讯接口;(4)具有较强的抗电磁搅扰才能。
总的来看，LTC6802 具有较全面的电池组监控功用，芯片集成度高，并具有较高的电压收集精度，首要使用场合除了EV/HEV 以外，还包含高功率便携设备电源办理以及备用电池组体系的监控。
2 电池组监控渠道规划
2.1 电池监控体系全体结构
电池组监控渠道的全体结构如图1 所示。本渠道规划选用分布式CAN 总线结构，首要，LTC6802 用于完成对单体电压的收集以及串联电池组的被迫均衡操控;主控芯片担任接纳来自LTC6802 的电压收集信息，并对LTC6802 的相关参数进行设置，此外MCU 还用于完成电池包节点温度以及电流的收集;最终MCU 将电池包的组态信息发送到CAN 通讯网络。
图1 电池组监控渠道全体结构
2.2 LTC6802 与MCU 的衔接电路规划
LTC6802 的外围电路及其与微操控器之间的衔接电路如图2 所示。本电路中MCU 选取的是Freescale 系列单片机MC9S08DZ60,其首要功用是进行电流和温度收集、接纳来自LTC6802 的信息并将电池包组态信息发送到分布式CAN 通讯网络中。
图2 LTC6802 与MCU 的衔接电路
LTC6802 可经过其本身与SPI 兼容的串行接口完成与MCU 的通讯。关于LTC6802 而言，CSBI 为片选信号;SDO 为串行数据输出;SDI 为串行数据输入;SCKI 为串行时钟输入。
此外，为了确保通讯进程安稳牢靠，本规划中还引入了静电搅扰按捺电路，见图2 中的D7-D15.该电路由8 个二极管和一个齐纳二极管组成，实践也能够选用专用的ESD 静电保护器材PRTR5V0U4D 来完成。
MCU 的另一项使命是将电池包组态信息发送到CAN 通讯网络中。在此本规划选取了CAN 阻隔驱动芯片ISO1050,见图2 中的U1.为了进一步进步CAN 通讯的抗搅扰功用，在渠道的CAN 输出端还选用了瞬态电压按捺芯片PSM712.
2.3 电压收集及均衡电路规划
LTC6802 最首要的功用是完成对电池组内单体电压的检测以及在单体过压状态下的均衡操控。LTC6802 具有12 位ADC,可完成对多达12 节串联单体的电压检测，芯片外围的电压收集电路也比较简单，只需将单体的正负极别离接入芯片对应的单体电压输入端即可，为了按捺电压信号中的高频噪声，电路中还加入了RC 低通滤波环节。此外，LTC6802 还具有MOSFET 驱动输出才能，该驱动输出端内置了10k 的上拉电阻，可用于驱动外部MOSFET.
关于串联电池组中的单体n 而言，其对应的电压收集电路和均衡操控电路如图3 所示，其间上图为电压收集电路，下图为均衡操控电路。图中CELLn 和CELLn-1 别离接到单体n的正极和负极;Cn 和Cn-1 为LTC6802 电压收集输入端;DCn为LTC6802 的MOSFET 驱动输出端。当单体n 呈现过压时，Q1 将导通对其放电，放出的电能会耗费在电阻R1 上。
2.4 温度收集电路规划
电池包节点温度也是组态信息中的重要参数。在本渠道中，节点温度的检测由MCU 完成，规划每个单体取一个节点，合计可完成对12 个节点的温度检测。温度收集电路如图4 所示，图中给出了节点1 的衔接电路。首要，规划中选取热敏电阻RT103 作为温度传感原件，将温度信号转换为电压信号;接着，电压信号输入模仿开关器材CD4067D,可经过MCU 装备其ABCD 四个操控端对输入信号进行选通，并由其公共端即管脚1 输出;最终，模仿开关输出的信号经RC 滤涉及限幅处理后输入到MCU 的AD 输入端，节点温度收集得以完成。
图3 电压收集及均衡电路
图4 温度收集电路
3 定论
本文根据电池监控芯片LTC6802 以及Freescale 系列微操控器MC9S08DZ60,规划了一套面向串联锂离子电池组的监控渠道。论文结合芯片特色及渠道使用场合，别离对电压检测电路、均衡操控电路、温度收集电路、SPI 通讯及CAN 通讯电路进行了详细的规划。该渠道充分利用了LTC6802 集成度高、电压收集精度高以及抗搅扰才能强的特色，很大程度上改进了传统的电池监控电路存在的电压收集精度差和电路结构杂乱的问题。能够断语， 在EV/HEV 工业中，这种根据LTC6802 的电池组监控渠道具有很强的使用价值和杰出的使用远景。
