基于
LTC6802 的锂电池组均衡电路设计
动力电池组被广泛应用在电动自行车和混合动力汽车中。电池组在使用中由于单体电池
性能的差异而导致整体性能和寿命的下降非常普遍,通过均衡可以提高电池组能量利用率
和使用寿命。
本文设计的均衡电路的基本原理是通过使用专用电池组管理芯片
LTC6802-1 测量电池
组中单体电池电压,将数据通过
SPI 总线传送给单片机,单片机通过决策对均衡电路进行
控制。实验表明,基于
LTC6802-1 芯片设计的均衡电路,在电池组使用过程中单体电池的能
量一致性得到了明显改善。
1 均衡电路工作原理
本文基于
LTC68021 锂电池组管理芯片设计的电池组均衡电路,由取电系统、嵌入式处
理器、
LTC6802-1 数据采集及均衡电路四部分构成,电路框图如图 1 所示。
图
1 基于 LTC6802-1
设计的均衡电路结构
框图
取电系统是均衡
电路的供电来源,电
源取自锂电池组,并
提供给低功耗嵌入式
处 理 器 与
LTC6802-1
芯片。嵌入式处理器
时均衡电路的核心,一方面通过
SPI 接口与 LTC6802-1 进行通信,另一方面对获得的数据
进行简单的处理。数据采集电路主要由
LTC6802-1 芯片构成,该芯片内置了高精度 AD 转换
器,结合外部滤波电路可以对锂电池组参数实现精确得采样。
LTC6802-1 芯片均衡接口的特
殊设计,能够控制外部均衡电路进行工作,简化了均衡电路。
1.1 取电系统
LTC6802-1 最多能够管理 12 节串联的锂电池组,以万向电动汽车有限公司生产的
WX11 I3215 锂电池为例,单体电池在使用过程中电压在 2.8 3.8V 变化,12 节 WX11 I3215
串联的锂电池组在使用过程中电池组总电压的变化范围在
33.6 45.6V。均衡电路中嵌入式处
理器
A tmega16L 与 LTC68021 均使用 5V 直流电源供电,因此取电系统的输出电压选择为
5V。由于均衡电路中采用的都是低功耗芯片,取电系统的输出功率选择为 5W。基于上述取
电系统的宽电压输入的特殊性,本文中取电系统采用单片开式电源芯片
TOPSw itch 设计了
一种具有输入电压范围宽的开关电源。