隨著環境和能源問題日益嚴峻,電動汽車及混合動力汽車已經成(chéng)為了當今世界關注的焦點。蓄電池是EV的動力環節,但其單體端電(diàn)壓及容量(liàng)都較小,比如廣泛應用的磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池(chí)端電壓一般不超過3.65 V,因此常需多單體串並聯組合使用來滿足車輛的需求。對於車載電池包而言,一個功能(néng)完備的(de)監控係統是非(fēi)常必要的。目前國內的電池組監控設備存在兩大問題:一是電池電壓檢測精度不高,二是電池組均衡控製的(de)實現較複雜。針對這些問題,本文應用Linear Technology 公司(sī)新推出的電(diàn)池(chí)組監控芯片LTC6802,設計了一套麵向鋰離子電池組的硬件監控平台。該平台設計實現(xiàn)的功能包括單(dān)體電壓/ 溫(wēn)度檢測、電池組均(jun1)衡以及分布式CAN 通信等。
電池監控係統整體結構
電池組監控平台的整體結構如圖1 所示。本平台設(shè)計采用分(fèn)布(bù)式CAN 總線(xiàn)結構,首先,LTC6802用於實現對單體電壓的采集以及串聯電池組的被動均衡控製;主(zhǔ)控芯片(piàn)負責接收來自LTC6802 的電壓(yā)采集信息,並對LTC6802 的相關(guān)參數進行設置,此外MCU 還用於實現電池包節點(diǎn)溫(wēn)度以及(jí)電(diàn)流的采集(jí);最後MCU 將電池包的組(zǔ)態信息發送到CAN 通信網(wǎng)絡(luò)。
電池組監控平台(tái)整體結構
圖1 電池(chí)組監控平台整體結構
LTC6802與MCU 的連(lián)接電路設計
LTC6802 的外(wài)圍電路及其與(yǔ)微控製器之間的連接電路如圖2 所示(shì)。本電路中MCU 選取的是Freescale 係列單片機MC9S08DZ60,其主要功能是進行電流和溫度采集、接收來自LTC6802 的信息(xī)並(bìng)將電池包組態信息發送到分布式CAN 通信網絡中。
LTC6802 與MCU 的連接電路
圖2 LTC6802與MCU 的連(lián)接電路(點擊可查看(kàn)大圖)
LTC6802可通(tōng)過其自身與SPI 兼容的串行接口實現與MCU 的通信。對於LTC6802而(ér)言,CSBI 為片選信號;SDO 為串(chuàn)行數據輸(shū)出;SDI 為(wéi)串行數據輸入;SCKI 為(wéi)串行時鍾(zhōng)輸入。
此外,為了保證(zhèng)通信(xìn)過程穩(wěn)定可靠,本設(shè)計(jì)中還引入了靜電幹擾抑製電路,見圖2 中的D7-D15.該電路由8 個二極(jí)管和一個齊納二(èr)極管組(zǔ)成,實際也可(kě)以采用專用的ESD 靜(jìng)電保護器件PRTR5V0U4D來實現。
MCU 的另一項任(rèn)務是將電池包組(zǔ)態信息(xī)發送到CAN 通信網(wǎng)絡中(zhōng)。在此本設計選取了CAN 隔離驅動芯片ISO1050,見圖2 中的U1.為了進一(yī)步提高CAN 通信的抗幹擾性能,在平台的CAN 輸出端還采用了瞬態電壓抑製(zhì)芯(xīn)片PSM712。
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