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基于LTC6802的電池組監(jiān)控平臺的電路設(shè)計

作者: 時間:2013-04-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
0px; WIDOWS: 2; TEXT-TRANSFORM: none; TEXT-INDENT: 0px; MARGIN: 0px 0px 20px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  此外,為了保證通信過程穩(wěn)定可靠,本設(shè)計中還引入了靜電干擾抑制電路,見圖2 中的D7-D15.該電路由8 個二極管和一個齊納二極管組成,實際也可以采用專用的ESD 靜電保護(hù)器件PRTR5V0U4D 來實現(xiàn)。

  MCU 的另一項任務(wù)是將電池包組態(tài)信息發(fā)送到CAN 通信網(wǎng)絡(luò)中。在此本設(shè)計選取了CAN 隔離驅(qū)動芯片ISO1050,見圖2 中的U1.為了進(jìn)一步提高CAN 通信的抗干擾性能,在平臺的CAN 輸出端還采用了瞬態(tài)電壓抑制芯片PSM712.

  2.3 電壓采集及均衡電路設(shè)計

   最主要的功能是實現(xiàn)對內(nèi)單體電壓的檢測以及在單體過壓狀態(tài)下的均衡控制。 具有12 位ADC,可實現(xiàn)對多達(dá)12 節(jié)串聯(lián)單體的電壓檢測,芯片外圍的電壓采集電路也比較簡單,只需將單體的正負(fù)極分別接入芯片對應(yīng)的單體電壓輸入端即可,為了抑制電壓信號中的高頻噪聲,電路中還加入了RC 低通濾波環(huán)節(jié)。此外, 還具有MOSFET 驅(qū)動輸出能力,該驅(qū)動輸出端內(nèi)置了10k 的上拉電阻,可用于驅(qū)動外部MOSFET.

  對于串聯(lián)中的單體n 而言,其對應(yīng)的電壓采集電路和均衡控制電路如圖3 所示,其中上圖為電壓采集電路,下圖為均衡控制電路。圖中CELLn 和CELLn-1 分別接到單體n的正極和負(fù)極;Cn 和Cn-1 為LTC6802 電壓采集輸入端;DCn為LTC6802 的MOSFET 驅(qū)動輸出端。當(dāng)單體n 出現(xiàn)過壓

  2.4 溫度采集電路設(shè)計

  電池包節(jié)點溫度也是組態(tài)信息中的重要參數(shù)。在本平臺中,節(jié)點溫度的檢測由MCU 實現(xiàn),設(shè)計每個單體取一個節(jié)點,共計可實現(xiàn)對12 個節(jié)點的溫度檢測。溫度采集電路如圖4 所示,圖中給出了節(jié)點1 的連接電路。首先,設(shè)計中選取熱敏電阻RT103 作為溫度傳感原件,將溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號;接著,電壓信號輸入模擬開關(guān)器件CD4067D,可通過MCU 配置其ABCD 四個控制端對輸入信號進(jìn)行選通,并由其公共端即管腳1 輸出;最后,模擬開關(guān)輸出的信號經(jīng)RC 濾波及限幅處理后輸入到MCU 的AD 輸入端,節(jié)點溫度采集得以實現(xiàn)。

  電壓采集及均衡電路

  圖3 電壓采集及均衡電路

  基于LTC6802的電池組監(jiān)控平臺的電路設(shè)計

  圖4 溫度采集電路

  3 結(jié)論

  本文基于電池監(jiān)控芯片LTC6802 以及Freescale 系列微控制器MC9S08DZ60,設(shè)計了一套面向串聯(lián)鋰離子的監(jiān)控平臺。論文結(jié)合芯片特點及平臺應(yīng)用場合,分別對電壓檢測電路、均衡控制電路、溫度采集電路、SPI 通信及CAN 通信電路進(jìn)行了具體的設(shè)計。該平臺充分利用了LTC6802 集成度高、電壓采集精度高以及抗干擾能力強(qiáng)的特點,很大程度上改善了傳統(tǒng)的電池監(jiān)控電路存在的電壓采集精度差和電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。可以斷言, 在EV/HEV 產(chǎn)業(yè)中,這種基于LTC6802 的電池組監(jiān)控平臺具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值和良好的應(yīng)用前景時,Q1 將導(dǎo)通對其放電,放出的電能會消耗在電阻R1 上。

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