基于LTC6802的电池管理采集模块的设计+电路图(2)
4.2 实验数据 28
4.3实验数据分析 29
结 束 语 30
成果列表 31
参考文献 32
附录一： 33
附录二： 35
1、绪论
1.1 课题研究的背景
随着环境和能源问题日益严峻，电动汽车及混合动力汽车(EV/HEV)已经成为了当今世界关注的焦点。蓄电池是EV的动力环节，但其单体端电压及容量都较小，比如广泛应用的磷酸铁锂(LiFePO4)电池端电压一般不超过3.65 V，因此常需多单体串并联组合使用来满足车辆的需求。在车辆运行中, 电池的正常使用是电动汽车能够安全可靠行驶的重要保证。过度充电或过度放电均会对电池造成严重危害, 因此必需对电池组中的每节电池进行严格的监控。目前国内的电池组监控设备存在两大问题：一是电池电压检测精度不高，二是电池组均衡控制的实现较复杂。针对这些问题，在本论文中通过应用Linear Technology公司新推出的电池组监控芯片LTC6802，设计了一套面向锂离子电池组的电压管理采集模块。该模块设计实现的功能包括单体电压/温度检测、电池组均衡以及分布式。
1.2 国内外研究现状
1.3课题研究内容
本文研究对象为锂电池电池电池组，研究目标为对锂电池电池组进行有效地监控和管理，保证电池组的使用安全。根据上述的研究目标，本文首先根据锂离子电池的化学、物理特性和电池成组后的特点，对管理方案的功能实现、拓扑结构、器件选择进行了设计并优选。最终确定了分布式的电池管理结构，系统分采集板，控制板两个部分：采集板完成对电池组单体电池参数的采集；控制板负责检测主回路，以及核心计算和监控。通过以上分析，本课题就是利用STM32f103单片机和LTC6802-1芯片对锂电池组进行管理保护。这样可以既可以发挥锂电池的优势，也可以杜绝使用锂电池产生的一些问题。
1.4现有电压采集方案
1.4.1共模测量法
共模测量就是通过电阻利用等比例衰减来测量各点电压，然后依次相减得到各节电池电压，比如24 节标称电压为12V 的蓄电池单节电池测试精度为0.5%的测试系统单节电池测试绝对误差为±60mV,24 节串联积累的绝对误差可达 1.44V,显然其相对误差可达到 12%,共模测量法总的来说简单，快捷。但这种方法只适合串联少数电池或者对测量精度要求不高的时候。
1.4.2差模测量法
差模测量主要用于电池组串联电池数较多或要求测量精度较高时使用。这种方法主要是通过电气或电子元件选通单节电池进行测量。具体有下面两种方法：
（1）继电器切换提取电压
所谓继电器切换就是用继电器和大的电解电容做隔离处理。其基本原理是：将继电器连到蓄电池一端，对电容充电；测量时把继电器闭合到测量电路一侧，将电容和蓄电池隔离开来，因为电解电容与蓄电池有相同电压，所以测试部分只需测量电容上的电压，即可得到相应的单个蓄电池的电压。 这个方法索然原理简单、造价低廉。 但是由于继电器存在着机械动作慢，使用寿命低等缺陷，根据这一原理实现的检测装置在速度、使用寿命、工作的可靠性方面都有一定的缺陷。 为解决上面问题，可将机械继电器改用光耦继电器，这样无需外加电解电容提高了可靠性，速度和使用寿命也随之达到要求，但相对成本要大大提高 。用光电隔离器件和大电解电容器构成采样，保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压。该电路缺点是在 A/D转换过程中，电容上的电压会发生变化，会降低测量精度，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟决定采样时间长等缺点。