LTC6803测电池电压均衡电流的片子,您有电路图吗?

  近年来我国的雾霾天气越發严重,而雾霾的罪魁祸首之一就是汽车燃油尾气研究和发展太阳能、风能等新型清洁能源成为汽车工业的必然趋势。电动自行车电池嘚安全性、耐用性一直是制约电动车发展的一个关键因素而电池的关键在于其。

  锂电池电动车作为一种新兴的交通工具能源利用高、无排放、噪声小,市场发展前景非常广阔电池管理系统是电动车的重要组成部分。随着电动车行业的高速发展其对电池管理系统嘚要求也是日益提高。信号采集单元作为电池管理系统的前端控制部分采样的快速精确是电池管理系统的基础,直接影响整个系统的性能和精度本设计方案选用电池管理芯片 LTC6803 采集电池的电压信号,并利用其均衡电流功能设计均衡电流电路通过 SPI 与单片机交换数据,提高單体电池电压检测精度、缩短检测时间并实现对各串电芯的均衡电流保护。

  电池管理系统的总体框架

  电池管理系统主要由 12V 供电模块、单片机控制模块、LTC6803电压采集和均衡电流模块、温度采集模块、电流检测模块、继电器控制模块和 CAN 通信模块等组成如图 1 所示。本设計方案选用 LTC6803 专用采集芯片进行电池电压信号的采集 简化了硬件电路和布线,并使整个系统具有开放性和扩展性温度采集模块采用热敏電阻NTC(104F-4150F)配合 16 路选择开关芯片 CD4067B 来实现 8路温度的采集,解决 LTC6803 只带两路温度采集和扩展性差的问题电流检测模块通过LEM 霍尔传感器对母线电流進行精确采样。采用 12V 单独供电模块给 MCU 供电 实现掉电情况下对电池状态监控。通过高速、隔离CAN 收发器与上位控制单元通信电池管理系统能够对电池组进行实时监控,确保其电压、电流和温度等处于合理的状态下并综合所采集到的电压、电流和温度等信息,统一处理分析並估算电池荷电状态在电池组的电压、电流或温度出现异常状态时,系统通过继电器控制模块等及时切断电路回路保证安全。

  基於LTC6803的软硬件设计

  电压采集和均衡电流模块设计

  电池管理系统中电压信号采集的准确性直接影响电池SOC估算的精度和对电池过压、欠压异常状态的及时处理,同时也影响整个系统电池均衡电流控制的有效性LTC6803 是美国Linear Technology 公司推出的一款多节电池监视芯片,包含了 ADC(12 位)、電压基准(精准型)、多路电池电压输入监控、SPI 串行通信接口等部分能方便的实现对电池电压的精确测量并易于设计均衡电流控制电路。通过将一个分立的 PMOS 器件及电阻连接到电池并将栅极引出线连接至 LTC6803 的 S 引脚,就可在电池电压偏差较大时通过控制 S 端的开断来控制 MOS 的导通,对电压较高的电池进行放电直到电压恢复到允许的范围,实现整组电池的均衡电流如图 2。

  每个 LTC6803 芯片可用来测量 12 节串联电池的電压并能通过 SPI 菊链方式实现多个芯片串联,易于扩展和维护且几乎不需要使用隔离器或者光耦合器进行信号隔离。

  信号采集单元嘚软件设计

  电池管理系统信号采集单元的软件设计主要是为了实现以下三点功能。

  第一LTC6803 与 MCU 之间的功能衔接,即 SPI 总线通信功能;

  第二MCU 与 CD4067B 两者相互之间的数据信息传输,即以实现温度信号传输为主的功能设置;

  第三内部电池包与整个控制单元之间的数據传输、通信功能。

  在以上三项功能设置上相对最为复杂的是 SPI 总线通信的实现过程。在具体设计上首先需要读取电池信号,并对 SPI、LTC6803 等进行初始化设置其中,SPI 初始化即对引脚的功能、数据的传输格式和传输频率予以初始化设置;而对 LTC6803 初始化是为了判断写 CFGR 寄存器是否荿功待初始化 / 设置寄存器之后,则使用已构建成功并拥有通信传输功能的LTC6803 来继续读取电池电压并由 MCU 来发送 LTC6803 地址。

  电池管理系统对電池组实时动态监控具有充放电保护,电压均衡电流SOC 计算等功能,从而保证锂电池的安全使用并延长使用寿命对提高电动车性能有偅大意义。基于 LTC6803的电池管理系统其信号采集单元性能稳定、精度高,能够为电池均衡电流、荷电状态估算和电压监控提供精确数据

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LTC6803芯片与单片机的连接如何实现誰有具体电路图啊?还有温度采集又是如何控制的呢有两种方案或者利用热敏电阻,或者是温度传感器但具体的实现原理我不理解... LTC6803芯爿与单片机的连接如何实现?谁有具体电路图啊还有温度采集又是如何控制的呢,有两种方案或者利用热敏电阻或者是温度传感器,泹具体的实现原理我不理解

LTC6803是监测电池电压的上面的主要是ADC需要与单片机连接以及控制线,具体电路图我有但是你要测量什么温度??你告诉我您的目的我好帮助到您。

我要测量的是电池温度是不是利用ltc6803的两个temtp引脚和热敏电阻就行?我现在主要是单片机与ltc6803之间的spi通信连接不懂两个芯片的地是不是不同?不用adum1411隔离器行不行

你对这个回答的评价是?

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在传统的能量供应系统中电池莋为主要的储能单元被广泛使用。随着科学技术的发展和保护环境的需求超级电容器因其容量大、寿命长、放电速度快、工作温度范围寬、可以串并联使用等优点而备受关注。

在混合动力汽车能量供应系统中电池储能系统存在着诸如低温特性不好,在恶劣环境下的寿命低很难做到释放大电流等缺陷。而超级电容器恰恰具备上述优势不仅可以提供短时间的高功率脉冲,而且还具有优良的低温性质、较高的寿命和极好的内阻特性因此超级电容器在混合动力汽车上得到广泛的应用。

针对超级电容器在串联使用过程中存在的单体电压差异夶而导致超级电容器组的储能效率降低和加速老化的问题提出了一种应用电池组监控芯片LTC6803-4的超级电容器组管理系统,实现超级电容器组嘚单体电压、温度监测和电压均衡电流等功能实验结果表明,该方法检测精度高速度快,功耗低可对串联超级电容器组进行有效的監控和管理。

超级电容器与其他电化学蓄电池相比在充放电过程中不发生化学反应,具有充放电速度快、功率密度大、工作温度范围宽、循环使用寿命长等特点可应用于微电网、电动公交等领域。由于超级电容器的单体额定电压低于3 V多数应用中需要串联构成超级电容器组。受到容量偏差、漏电流及等效串联电阻(ESR)等因素的影响在循环使用中各个超级电容器单体电压差会增大,如果不采取必要的均衡电流和管理措施会导致超级电容器组的储能效率降低,影响超级电容器的寿命[2]因此,有必要研制一种高性能的超级电容器组管悝系统监测超级电容器组的单体电压和温度,并进行电压均衡电流控制目前的管理系统设计中常采用高精度A/D转换器和多通道模拟开关戓光耦继电器等电路实现。

LTC6803-4是凌力尔特(LTC)公司的第二代电池组监控芯片内置一个12位高速A/D转换器,能够测量多达12节串联电池组的电压和溫度可测量5 V以下单节电池电压和温度,最大总测量误差小于5 mV[5]通过运用一个可寻址的SPI串行总线接口,最多可以把16个LTC6803-4器件级联起来鉯监测多于12节的串联电池组中每节电池的电压。LTC6803-4自带电压均衡电流控制功能可软件设定均衡电流启动电压。

本文应用LTC6803-4设计了一种超级电嫆器组管理系统系统以32位微处理器STM32F103为控制核心,实现对120节串联超级电容器组单体电压和温度的监测及显示并对超级电容器组进行电压均衡电流控制。实验结果证明了该方法的有效性

超级电容器组管理系统应具有对超级电容器组的单体电压与温度等信息的监测、电压均衡电流、过压与过流保护和数据通信等功能。超级电容器组管理系统的结构如图一所示

每12节超级电容器构成一个超级电容器储能单元,甴一个监控单元负责监测超级电容器储能单元中的单体电压和温度等信息并对超级电容器组进行电压均衡电流,10个监控单元(#1~#10)通过並行连接的数据总线与微处理器通信;微处理器从各监控单元依次读取单体电压、温度数据通过电流传感器和电压传感器检测超级电容器组的总电流和总电压,经过数据处理后显示在触摸屏上同时微处理器将采样到的电压、电流、温度等信息与系统设定的报警值比较,通过控制充电开关和放电开关的吸合和关闭防止超级电容器组过充电、过放电、过流、短路和温度过高;可通过CAN总线与监控上位机通信,实现远程监控

微处理器选用ST公司基于Cotex-M3内核的32位微处理器STM32F103VET6,该微处理器具有片上外围模块丰富、功耗极低、开发方便等特点STM32F103VET6具有80个独竝输入/输出引脚,3个通用异步串行通信接口(UART)和1个CAN总线接口满足本系统的设计需要。

监控单元电路采用电池组监控芯片LTC6803-4LTC6803-4与LTC6803-3的主要区別是通信接口方式不同。LTC6803-4采用可寻址的SPI串行接口总线方式而LTC6803-3采用菊花链级联方式。监控单元电路的原理图如图2所示

LTC6803-4通过光电隔离器Si8441隔離的SPI总线与STM32微处理器通信,Si8441由5 V输出的隔离DC/DC模块供电保证系统的安全性和抗干扰能力。

LTC6803-4的C0~C12为单体电压检测引脚分别连接到12只超级电容器单体的两端。C0接超级电容器单元的最低电压端C12接最高电压端。

S1~S12引脚为电压均衡电流控制引脚分别控制与每个超级电容器并联的均衡电流MOSFET VTn与均衡电流电阻Rn。当LTC6803-4检测到某个超级电容器的单体电压超过设定的上限值时控制对应的MOSFET开通,通过均衡电流电阻放电达到电压均衡电流的目的。

V+、V-引脚为LTC6803-4的正、负电源引脚采用寄生供电方式时,可直接从该芯片监控的12只串联超级电容器单元取电也可采用独立供电方式,但要求电源电压不低于被测超级电容器储能单元的电压LTC6803-4的正常工作电流小于1 mA,在待机模式下功耗降至12 μA有利于管理系统效率的提高。

VTEMP1和VTEMP2是两路温度检测A/D接口使用两个100 kΩ的热敏电阻(NTC)作为温度传感器,由VREF引脚提供3.065 V的电压基准

A0~A3为LTC6803-4的4位地址输入口,可通过4位地址拨码开关设置LTC6803-4的地址地址设置范围为0000~1001(二进制),以区分不同监控单元

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