TOP10 LTC6802與MCU的連接器電路

　　隨著環境和能源問題日益嚴峻，電動汽車及混合動力汽車已經成為了當今世界關注的焦點。蓄電池是EV的動力環節，但其單體端電壓及容量都較小，比如廣泛應用的磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池端電壓一般不超過3.65 V，因此常需多單體串并聯組合使用來滿足車輛的需求。對于車載電池包而言，一個功能完備的監控系統是非常必要的。目前國內的電池組監控設備存在兩大問題：一是電池電壓檢測精度不高，二是電池組均衡控制的實現較復雜。針對這些問題，本文應用Linear Technology 公司新推出的電池組監控芯片LTC6802，設計了一套面向鋰離子電池組的硬件監控平臺。該平臺設計實現的功能包括單體電壓/ 溫度檢測、電池組均衡以及分布式CAN 通信等。

　　LTC6802 與MCU 的連接電路設計

　　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MC9S08DZ60，其主要功能是進行電流和溫度采集、接收來自LTC6802 的信息并將電池包組態信息發送到分布式CAN 通信網絡中。

　　圖2 LTC6802 與MCU 的連接電路

　　LTC6802 可通過其自身與SPI 兼容的串行接口實現與MCU 的通信。對于LTC6802 而言，CSBI 為片選信號；SDO 為串行數據輸出；SDI 為串行數據輸入；SCKI 為串行時鐘輸入。此外，為了保證通信過程穩定可靠，本設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 靜電保護器件PRTR5V0U4D 來實現。MCU 的另一項任務是將電池包組態信息發送到CAN 通信網絡中。在此本設計選取了CAN 隔離驅動芯片ISO1050，見圖2 中的U1.為了進一步提高CAN 通信的抗干擾性能，在平臺的CAN 輸出端還采用了瞬態電壓抑制芯片PSM712。

　　溫度采集電路設計

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

　　圖3 電壓采集及均衡電路

　　圖4 溫度采集電路

　　基于電池監控芯片LTC6802 以及微控制器MC9S08DZ60，設計了一套面向LTC6802與MCU的連接器電路監控平臺。結合芯片特點及平臺應用場合，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 通信電路進行了具體的設計。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的特點，很大程度上改善了傳統的電池監控電路存在的電壓采集精度差和電路結構復雜的問題?？梢詳嘌?， 在EV/HEV 產業中，這種基于LTC6802 的電池組監控平臺具有很強的應用價值和良好的應用前景時，Q1 將導通對其放電，放出的電能會消耗在電阻R1 上。