基于LTC6802的磷酸铁锂电池采集系统

　　本文采用LTC6802采集12只串联电芯电压。微处理器MC9S08DZ32利用SPI总线读取LTC6802采集的串联电芯的电压，并控制LTC6802对任意一只电芯进行均衡。同时，利用内置ADC对12只串联电芯的表面温度进行采集，通过CAN总线将采集到的12只电芯的电压、温度以及均衡状态上传到上级控制系统，实时监测12只电芯的工作状态。以此为基本系统，利用多个基本系统实现对大数量电池串联构成的电池组的状态监测。

　　1 系统组成和工作原理

　　1.1 系统组成

　　本文研究的串联磷酸铁锂动力电池组采集系统能够实现12只动力电池的在线监测。该系统包括以LTC6802为核心的电芯电压采集和均衡部分，以及以MC9S08DZ32为核心的温度采集和CAN总线通信部分，如图1所示。

　　1.2 工作原理

　　监测系统应用LTC6802采集连接其上的12只电芯的电压，使用SPI总线完成MC9S08DZ32和LTC6802的通信，读取采集到的电压值。通过紧贴在每只电池外壳上的热敏电阻NTC来获取12只电芯的表面温度，并根据读取到的12只电芯的电压、温度决定12只电芯的均衡电路的开关，通过SPI设置LTC6802相应寄存器来启动关闭均衡。整个系统由嵌入式芯片实现集中控制和动力电池组的在线监测。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 电压采集和均衡部分

　　电压采集部分以LTC6802为核心。LTC6802是Linear公司推出的一款完整的电池监视IC，它内置1个12位ADC、1个精准电压基准、1个高电压输入多工器和1个串行接口。每个LTC6802能够在输入共模电压高达60 V的情况下测量多达12个串接电池的电压，而且可把多个LTC6802器件串联起来以监视长串串接电池中每节电池的电压。通过运用一个独特的电平移位串行接口，能够把多个器件以菊链式连接起来，无需使用光耦合器或光隔离器。每个电池输入均具有一个相关联的MOSFET开关，用于对过充电电池进行放电。单片机可以通过SPI总线从LTC6802读取数据，并控制相应电池输入的MOSFET的导通和关闭，以实现电芯均衡。为了保护LTC6802电压采集引脚，防止电压高出最大输入电压，在每一个电芯采集输入端口并联一个6.2 V稳压管，并在每个电压采集引脚前加阻容滤波电路，从而有效地滤除高频干扰，保证电压采集的正确性。磷酸铁锂动力电池组采集系统的采集电路如图2所示。