隨著環境和能源(yuán)問題日益(yì)嚴峻,電動汽車及混合動力汽車已(yǐ)經成為了當今世(shì)界關(guān)注的焦點。蓄電池是EV的動力環節,但其(qí)單體(tǐ)端電(diàn)壓及容(róng)量都較小,比(bǐ)如廣泛應用的磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池端電壓一般不超過(guò)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,一個功能完備(bèi)的監控係(xì)統是非常必要的。目前國內的電池組監控設備存在(zài)兩大問題:一是電池電壓檢測精度不高(gāo),二是電池組均衡控(kòng)製(zhì)的實現較複雜。針對這些問題,本(běn)文應用(yòng)Linear Technology 公司新推出的電池組監控芯片LTC6802,設計了一套(tào)麵向鋰離子(zǐ)電池組的硬件監控平台。該平台設計實(shí)現的功能(néng)包括單體電壓(yā)/ 溫度檢測、電(diàn)池組均衡以及分布(bù)式CAN 通信等。
電(diàn)池監控係統整體結構
電(diàn)池組監控平(píng)台的整體結構(gòu)如圖1 所示。本平台(tái)設計采用分布式CAN 總線結構,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;主控芯片負責接收來自LTC6802 的電壓采集(jí)信息,並對LTC6802 的相關參數進行設置,此外MCU 還用於實現電池包節點溫(wēn)度以及電流的采集;最後MCU 將電池包的組態信息發送(sòng)到CAN 通信網絡。
電池組監控平台整體結構
圖1 電池組監控平台整(zhěng)體結構
LTC6802與(yǔ)MCU 的連接電路(lù)設計
LTC6802 的外圍(wéi)電路及其與(yǔ)微控製器之間的連接電路如圖(tú)2 所示。本電路中MCU 選取的是Freescale 係列單片機MC9S08DZ60,其主要功能是(shì)進行電流和溫度采集、接收來自LTC6802 的信息並將電池包組態信息(xī)發送到分布式CAN 通信網絡中(zhōng)。
LTC6802 與MCU 的連接電路
圖2 LTC6802與MCU 的(de)連接電路(點(diǎn)擊可查看大圖)
LTC6802可通過(guò)其自身(shēn)與SPI 兼容的串行接口實現與MCU 的(de)通信。對(duì)於(yú)LTC6802而言,CSBI 為片(piàn)選信(xìn)號;SDO 為串(chuàn)行數據輸出(chū);SDI 為串行數據輸入;SCKI 為串行時鍾輸入。
此外,為了保證通信(xìn)過程穩(wěn)定可靠,本(běn)設計中還引入了靜電幹擾抑製(zhì)電(diàn)路,見圖2 中的D7-D15.該電路由8 個二極管和一個齊(qí)納二極管組成,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(de)另一(yī)項任務是將電池包組(zǔ)態信息發送到CAN 通信網絡中。在此本設計選取了CAN 隔(gé)離驅動芯片ISO1050,見圖2 中的U1.為了進一步提高(gāo)CAN 通信的抗(kàng)幹(gàn)擾性(xìng)能,在平(píng)台的CAN 輸出端還采用了瞬態電(diàn)壓抑製芯片PSM712。
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