隨著環(huán)境和能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻，電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)已經(jīng)成為了當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)。蓄電池是EV的動(dòng)力環(huán)節(jié)，但其單體端電壓及容量都較小，比如廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池端電壓一般不超過(guò)3.65  V，因此常需多單體串并聯(lián)組合使用來(lái)滿足車(chē)輛的需求。對(duì)于車(chē)載電池包而言，一個(gè)功能完備的監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。目前國(guó)內(nèi)的電池組監(jiān)控設(shè)備存在兩大問(wèn)題：一是電池電壓檢測(cè)精度不高，二是電池組均衡控制的實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。針對(duì)這些問(wèn)題，本文應(yīng)用Linear  Technology 公司新推出的電池組監(jiān)控芯片LTC6802，設(shè)計(jì)了一套面向鋰離子電池組的硬件監(jiān)控平臺(tái)。該平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能包括單體電壓/  溫度檢測(cè)、電池組均衡以及分布式CAN 通信等。

　　電池監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

　　電池組監(jiān)控平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。本平臺(tái)設(shè)計(jì)采用分布式CAN  總線結(jié)構(gòu)，首先，LTC6802用于實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電壓的采集以及串聯(lián)電池組的被動(dòng)均衡控制；主控芯片負(fù)責(zé)接收來(lái)自LTC6802 的電壓采集信息，并對(duì)LTC6802  的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，此外MCU 還用于實(shí)現(xiàn)電池包節(jié)點(diǎn)溫度以及電流的采集；最后MCU 將電池包的組態(tài)信息發(fā)送到CAN 通信網(wǎng)絡(luò)。

　　圖1 電池組監(jiān)控平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)

　　LTC6802與MCU 的連接電路設(shè)計(jì)

　　LTC6802 的外圍電路及其與微控制器之間的連接電路如圖2 所示。本電路中MCU 選取的是Freescale  系列單片機(jī)MC9S08DZ60，其主要功能是進(jìn)行電流和溫度采集、接收來(lái)自LTC6802 的信息并將電池包組態(tài)信息發(fā)送到分布式CAN 通信網(wǎng)絡(luò)中。

　　圖2 LTC6802與MCU 的連接電路（點(diǎn)擊可查看大圖）

　　LTC6802可通過(guò)其自身與SPI 兼容的串行接口實(shí)現(xiàn)與MCU 的通信。對(duì)于LTC6802而言，CSBI 為片選信號(hào)；SDO 為串行數(shù)據(jù)輸出；SDI  為串行數(shù)據(jù)輸入；SCKI 為串行時(shí)鐘輸入。

　　此外，為了保證通信過(guò)程穩(wěn)定可靠，本設(shè)計(jì)中還引入了靜電干擾抑制電路，見(jiàn)圖2 中的D7-D15.該電路由8  個(gè)二極管和一個(gè)齊納二極管組成，實(shí)際也可以采用專(zhuān)用的ESD 靜電保護(hù)器件PRTR5V0U4D來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　MCU 的另一項(xiàng)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(jì)選取了CAN 隔離驅(qū)動(dòng)芯片ISO1050，見(jiàn)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(tái)的CAN 輸出端還采用了瞬態(tài)電壓抑制芯片PSM712。