LTC6804是Lmear公司2012年發(fā)布的第三代多電池組監(jiān)視器，可幾乎同時測量多達121、串接電池的電壓，并具有更低的總測量誤差相比LTC6803測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現(xiàn)多路的溫度采集，配合Ⅱ公司STM32F103單片機實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)模塊單個模塊實現(xiàn)24個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計方案

　　1、電壓溫度采集

　　單個電池管理系統(tǒng)電壓溫度采集部分包括兩片LTC6804、兩片LTC1380(8路復用MUX芯片)和一片LTC6820(與ECU通信芯片)對于LTC6804-1，多個器件采用菊鏈式連接，一個主處理器貫通昕有器件;對于LTC6804-2，多個器件并聯(lián)至微處理器，對每個器件進行個別尋址本文選用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，從而可以實現(xiàn)一個微處理器就可以管理足夠多的LTC6804節(jié)點，但為了保證整個系統(tǒng)模塊的可靠性，避免串行回路中單個節(jié)點因為某些因素出現(xiàn)故障導致微處理器無法控制之后節(jié)點故采用一個微處理器控制兩個節(jié)點，微處理器之間采用BMS內(nèi)部can總線進行通信。

　　1.1、LTC6804介紹

　　單片LTC6804可測量3-12個串聯(lián)電池的電壓，(最少3塊是因為需要提供不小于llv的偏置電壓)經(jīng)過堆疊式架構(gòu)能支持上百1、電池，有很強的可拓展性采用掩埋式齊納電壓基準，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%的準確度來測量單體電池電壓，在對快速模式下，可在290us內(nèi)測量所有電池，有被動充電平衡功能

　　1.2、LTC6820介紹

　　LTC6820可通過單1、雙絞線連接在兩個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的標準四線的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，可實現(xiàn)良好有良好共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NTC(負溫度系數(shù))的熱敏電阻偏置電路配合LTC138(X8路MUX)電路實現(xiàn)多路一定精度的溫度監(jiān)控。

　　具體測溫原理為熱敏電阻串聯(lián)一個精度較高的標準電阻，對LTC6804提供的基準電源進行分壓，通過MUX電路進行通道選擇，經(jīng)一級比例電路調(diào)理，然后輸入相應通道進行電壓測量最后換算成溫度。

　　2、控制及通信

　　2.1、STM32F103及CAN總線

　　控制芯片采用Ⅱ公司的STM32F103.為32位Cortex-M3內(nèi)核，含有硬件SPI總線，一路支持CAN2.OB的bx-Can模塊。

　　Can模塊驅(qū)動采用TJA1050芯片，采用標準幀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，但在應用中，支持主從設置，主模塊激活以下功能：信息統(tǒng)計匯總，上傳整車總線Can總線，并控制相應電池管理系統(tǒng)儀表顯示，接受相關(guān)參數(shù)設置并將其廣播通知其他總線模塊[儀表部分正在開發(fā)，參數(shù)設置暫為直接設定)儀表采用普通TFT串行通信液晶屏，主要完成對電壓溫度信息的顯示，并支持用戶對一些基本參數(shù)比如最高充電電壓，過放電壓閾值的設定等基本參數(shù)設置。

　　2.2、充電放電及soc

　　電壓測量采用模塊累計的方式，便可獲得十分準確的總電壓，電流采用霍爾式的電流傳感器，正負15V供電，測量范圍0-200A.輸出信號調(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進行AD轉(zhuǎn)換，每次上電前對零位進行一定范圍內(nèi)的補償校準(本電池管理系統(tǒng)設定為初始化期間禁止輸出，由于初始化時間很短，對使用無甚影響)。

　　容量算法采用通用的積分累計算法，結(jié)果周期性寫入單片機FLASH中存儲，保證掉電不丟失，完成累計但數(shù)次不完全充放電后，由于累計誤差較大，影響使用，故采用每次充滿電時，容量復位方式。

　　3、模塊測試

　　經(jīng)過對獨立節(jié)點樣板模塊的基本功能測試，達到預期設計目的，單電壓誤差精度在±Smv以內(nèi)，溫度測量誤差在±l℃，有待進一步匹配校準雙節(jié)點見通信正常進行但由于未有足夠電池測試，只測試一組另一組測試通信、參數(shù)設置、主從應用選擇，和溫度信息。

　　綜上，本系統(tǒng)可以正常工作，達到相關(guān)設計目的。