单体电池电压采集的意义

发布网友发布时间：2023-05-04 16:45

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热心网友时间：2023-11-02 17:32

随着新能源和环境污染问题在全球发展过程中被高度关注，作为清洁能源的动力电池越来越受到重视。锂离子电池以其能量密度高、平均输出电压高、输出功率大、循环性能优越、可快速充放电、无记忆效应等特点，将成为未来电动汽车动力电池的市场主力。一个有效的电池管理系统能对动力电池进行保护、延长其使用寿命及提高行驶里程，是电动汽车产业发展和推广的一项非常关键的系统工程。在串联的动力电池组中，单体锂电池的电池状态，如电压和温度的监测，是电池管理系统中的关键组成部分。单体电压的数据最为丰富，能够表征电池组内每一个单体状态和特征的物理量，还可以反应电池组整体的状态，如一致性等。此外，对单体电池进行监测，还能防止过冲和过放。因此，电池单体电压采集对采集的准确性和实时性都有比较高的要求。
分别对电池的单体测量方法进行了总结，包括电阻分压、光耦隔离运放、利用线性光电耦合器进行模拟信号传导，以及模拟开关配合电容传输模拟信号的方案等方法。此外，市场上已出现单体电池测量专用芯片，如世界上著名的芯片厂商 Linear公司开发的 LTC6803芯片，内部自带多路选通开关 ADC，可以在13ms内完成多达12个串联电池的电压的测量，最大总测量误差为0．25％。
本文采用两片 LTC6803级联方式采集24只单体锂离子电池电压，单片机利用 SPI 总线启动LTC6803电压测量并读取电压。
系统组成与工作原理
系统组成
本文研究的串联的锂离子电池采集系统能够实现24只动力电池的在线单体电压监测。该系统主要包括以 LTC6803为核心的单体电压采集部分，以及以 MC9S12C32为核心的 SPI通信和 CAN 通信部分，还有一些外围电路。
LTC6803是 Linear公司的第二代的完整电池监视IC，内置一个12位的 ADC、一个精准型电压基准、一个高电压输入多路复用器和一个串行 SPI接口。每个 LTC6803能够测量多达12个串接电池或者超级电筒的电压。通过一个独特的电位移位接口可以把多个 LTC6803器件串联起来，而无需光耦隔离器，以监视长串的串联电池中的每只单体电压。每个电池输入都具有一个相关联的 MOSFET 电源开关