LTC6804的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 LTC6804的電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) LTC6804是Lmear公司20*年發(fā)布的第三代多電池組監(jiān)視器，可幾乎同時(shí)測(cè)量多達(dá)121、串接電池的電壓，并具有更低的總測(cè)量誤差相比LTC6803測(cè)量精度有了不小的提升，本文基于該芯片，輔以熱電阻式溫度傳感器實(shí)現(xiàn)多路的溫度采集，配合公司STM32F103單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)模塊單個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)24個(gè)單體電池的充放電電壓監(jiān)控（兩片LTC6804）和16路的溫度采集，支持can總線。 本文分電壓溫度采集和控制通信兩部分介紹該設(shè)計(jì)方案 1、電壓溫度采集 單個(gè)電池管理系統(tǒng)電壓溫度采集部分包括兩片LTC6804、兩片LTC1380（8路復(fù)

2、用MUX芯片）和一片LTC6820（與ECU通信芯片）對(duì)于LTC6804-1，多個(gè)器件采用菊鏈?zhǔn)竭B接，一個(gè)主處理器貫穿昕有器件；對(duì)于LTC6804-2，多個(gè)器件并聯(lián)至微處理器，對(duì)每個(gè)器件開(kāi)展個(gè)別尋址本文選用LTC6804-1.其互相通信采用isoSPI協(xié)議.LTC6804配合隔離變壓器及雙絞線，可以具有非常好的抗干擾能力，從而可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)微處理器就可以管理足夠多的LTC6804節(jié)點(diǎn)，但為了保證整個(gè)系統(tǒng)模塊的可靠性，防止串行回路中單個(gè)節(jié)點(diǎn)因?yàn)槟承┮蛩爻霈F(xiàn)故障導(dǎo)致微處理器無(wú)法控制之后節(jié)點(diǎn)故采用一個(gè)微處理器控制兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，微處理器之間采用BMS內(nèi)部can總線開(kāi)展通信。 1.1、LTC6804介紹 單片

3、LTC6804可測(cè)量3-12個(gè)串聯(lián)電池的電壓，（少3塊是因?yàn)樾枰峁┎恍∮趌lv的偏置電壓）經(jīng)過(guò)堆疊式架構(gòu)能支持上百1、電池，有很強(qiáng)的可拓展性采用掩埋式齊納電壓基準(zhǔn)，內(nèi)置三階噪聲濾波的增量累加ADC.可以以16位分辨率和優(yōu)于0.04%的準(zhǔn)確度來(lái)測(cè)量單體電池電壓，在對(duì)快速模式下，可在290us內(nèi)測(cè)量所有電池，有被動(dòng)充電平衡功能 1.2、LTC6820介紹 LTC6820可通過(guò)單1、雙絞線連接在兩個(gè)隔離器件之間提供隔離式的SPI通信，中間傳輸?shù)谋闶莾删€制的isoSPI鏈路故可完成MCU的標(biāo)準(zhǔn)四線的SPI到LTC6804的isoSPI鏈路的轉(zhuǎn)換鏈路連接采用隔離變壓器加雙絞線的形式，可實(shí)現(xiàn)良好有良好共

4、模抑制和電壓隔離能力 isoSPI總線鏈間路的隔離變壓器采用PULSE公司的HX1188NL.每1個(gè)包含兩路隔離變壓器，且包含中心抽頭和共模扼流圈。 1.3、溫度采集與LTC1380 通過(guò)NTC（負(fù)溫度系數(shù)）的熱敏電阻偏置電路配合LTC138（X8路MUX）電路實(shí)現(xiàn)多路一定精度的溫度監(jiān)控。 具體測(cè)溫原理為熱敏電阻串聯(lián)一個(gè)精度較高的標(biāo)準(zhǔn)電阻，對(duì)LTC6804提供的基準(zhǔn)電源開(kāi)展分壓，通過(guò)MUX電路開(kāi)展通道選擇，經(jīng)比例電路調(diào)理，然后輸入相應(yīng)通道開(kāi)展電壓測(cè)量換算成溫度。 2、控制及通信 2.1、STM32F103及CAN總線 控制芯片采用公司的STM32F103.為32位Cortex-M3內(nèi)核，含有硬

5、件SPI總線，一路支持CAN2.OB的bx-Can模塊。 Can模塊驅(qū)動(dòng)采用TJA1050芯片，采用標(biāo)準(zhǔn)幀ID，模塊采用周期性廣播方式廣播本模塊電壓溫度信息雖然該BMS模塊在硬件上不分主從，但在應(yīng)用中，支持主從設(shè)置，主模塊激活以下功能：信息統(tǒng)計(jì)匯總，上傳整車總線Can總線，并控制相應(yīng)電池管理系統(tǒng)儀表顯示，承受相關(guān)參數(shù)設(shè)置并將其廣播通知其他總線模塊儀表部分正在開(kāi)發(fā)，參數(shù)設(shè)置暫為直接設(shè)定）儀表采用普通TFT串行通信液晶屏，主要完成對(duì)電壓溫度信息的顯示，并支持用戶對(duì)一些基本參數(shù)比方充電電壓，過(guò)放電壓閾值的設(shè)定等基本參數(shù)設(shè)置。 2.2、充電放電及soc 電壓測(cè)量采用模塊累計(jì)的方式，便可獲得十分準(zhǔn)確的總電壓，電流采用霍爾式的電流傳感器，正負(fù)15V供電，測(cè)量范圍0-200A.輸出信號(hào)調(diào)理后經(jīng)加法器偏置，轉(zhuǎn)換為正電壓，先鉗位，再分壓，再經(jīng)stm32開(kāi)展AD轉(zhuǎn)換，每次上電前對(duì)零位開(kāi)展一定范圍內(nèi)的補(bǔ)償校準(zhǔn)（本電池管理系統(tǒng)設(shè)定為初始化期間禁止輸出，由于初始化時(shí)間很短，對(duì)使用無(wú)甚影響）。 容量算法采用通用的積分累計(jì)算法，結(jié)果周期性寫入單片機(jī)FLASH中存儲(chǔ)，保證掉電不丟失，完成累計(jì)但數(shù)次不完全充放電后，由于累計(jì)誤差較大，影響使用，故采用每次充滿電時(shí)，容量復(fù)位方式。 3、模塊測(cè)試 經(jīng)過(guò)對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)樣板模塊的基本功能測(cè)試，到達(dá)預(yù)期設(shè)計(jì)目的，單電壓誤差精度在Smv以內(nèi)，溫