时间 、

温度和放电电流呈现非线性变化 ,导致电池组的

使用寿命比单体平均寿命短很多 ,通过对电池进行均衡
控制可以解决此问题 。在充电过程中后期 ,均衡电路开
始工作 ,对于电池电压过高的单体进行放电 ,限制单体
电池电压不高于充电截止电压 ,实现了电池组中单体电
池荷电状态的平衡 ,保持相近的荷电程度 。

1. 4 　热管理

电池在大功率放电和高温条件下使用时 ,温度会不

断上升 ,当电池温度高于 35 ℃时 ,电池管理模块控制风
扇开启 ,使电池的温度降低或保持在允许的工作温度范
围内 。

1. 5 　通信功能

通信功能包括 :

(1) I

2

C 通 信 。DSP 可 以 通 过 I

2

C 总 线 来 读 取

O Z890 采集转换好的数据和 O Z890 的状态信息 ,还可

以可通过 I

2

C 总线

[ 3 ]

向 OZ890 写入配置 OZ890 的工作

状态 ;

(2) 串口通信 。DSP 通过串口将电池当前的电压 、

电流 、

温度等状态参数发送到 PC 机界面上 ,还可以通

过串口向 DSP 发送修改电池的相关参数 ;

(3) CAN 通信

[ 4 ]

。DSP 将电池状态参数 、

故障标

志等发给整车控制器 HCU ,并从 HCU 接收与电池相
关的信息 。

1. 6 　故障诊断

故障诊断主要是对采集到的电池电压 、

电流 、

温度 、

So C 、

绝缘电阻等参数进行分析 ,判断这些参数是否超

出故障阈值 ,当超过故障阈值达到一定计数时 ,报警标
志置位 。DSP 通过报警标志可以判断电池发生故障的
等级和类型 ,然后做出保护措施 。这是保证动力电池系
统可靠工作 、

车辆行驶安全 、

满足用户驾车需求的重要

技术手段 。

2 　电池管理模块硬件组成

电 池 管 理 模 块 硬 件 由 系 统 供 电 电 路 、

TM S320L F2407A 主控制电路 、

O Z890 单 体电 压采 集

电路 、

I

2

C 通信电路 、

SCI 通信电路 、

CAN 通信电路组

成 。系统硬件框图如图 1 所示 。

2. 1 　电源模块

整车提供的电源为 + 12 V ,管理模块需要的电压

包括 :DSP 用的 + 3. 3 V ,总线驱动等芯片用的 + 5 V ,
电流传感器 、

O Z890 等芯片用的 ±15 V ,通过 DC

2DC

转换可以得到各个芯片的供电电压并能起到隔离抗干
扰的作用 。如图 2 中所示的整车12 V电源通过12 V转

5 V 的 DC/ DC 模块转为 + 5 V 。

2. 2 　O Z890 单体电压采集电路

O Z890 芯片内部集成了多路电池单体电压巡检电

路 ,它可以通过 I

2

C 总 线 将转 换 好 的数 据 发 给 DSP 。

O Z890 具有自动均衡功能 ,电路如图 3 所示 。

图

1

　系统硬件组成框图

图

2

　

DC

2

DC

电压转换电路

图

3

　单体电压采集和均衡控制电路

图 3 中 BA Tn 和 BA Tn + 1 为 OZ890 入口端 , RF

为限流电阻 。可以看出当此节电池单体电压过高时 ,

O Z890 的内部控制逻辑就会将控制输出端 CBn + 1 置

为高电平 , MOSFE T 导 通后 利用

R

b

放 电 避 免 电 池

过充 。

DSP 通过两个 I/ O 口可以根据 I

2

C 协议模拟 I

2

C

通信 。I

2

C 总线由 SCL 和 SDA 两根线组成 。为了防止

电磁干扰的影响 , I

2

C 总线上的数据传输 ,需对总线信

号进行隔离 。利用 6N137 进行隔离时 , SCL 为单向传
输 ,DSP 作为主设备提供总线时钟 ,图 4 为 SCL 信号光
耦隔离电路 。

图

4

　

SCL

光耦隔离电路

SDA 是双向传输信号 ,用 1 个光耦不能达到双向

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