基于LTC6804的电池监测单元设计
|
摘要
为解决电动汽车中动力电池组的监测及保护问题,本文提出了一种可靠性高且实用的电动汽车电池监测单元的设计方案。以意法半导体推出的STM32F103C8T6单片机和凌力尔特公司推出的LTC6804-2芯片为核心,基于一主多从的拓扑结构,对中央处理单元、电池状态采样单元、均衡单元进行硬件电路设计,并通过编写程序驱动各单元工作,对动力电池组的电池电压、电流以及电池组温度进行监测,通过均衡保护电路,降低各单体电池不一致性对动力电池组造成的影响。实验结果表明,该设计方案具有测量精准、可靠性高、可拓展性高的优点,且生产成本较低。该研究具有较高的实用价值。
In order to solve the problem of monitoring and protection of power battery packs in electric vehicles,this paper presents a design scheme for a highly reliable and practical electric vehicle battery monitoring unit.The unit is cored on STMicroelectronics′STM32 F103 C8 T6 microcontroller and Linear Technology′s LTC6804-2 chip.Based on the topology of a master and multiple slaves,the hardware circuit of central processing unit,battery state sampling unit and equalization unit is designed first.Then,it drives each unit to work by writing programs,and makes it monitor battery voltage,current,and temperature of battery pack accurately.Meanwhile,the unit serves the function of battery balance,which can reduce the damage because of the difference between the battery cells.Experiments have proved that the design scheme has the advantages of accurate measurement,high reliability,high expansibility,and low production cost.The research has a high practical value.
In order to solve the problem of monitoring and protection of power battery packs in electric vehicles,this paper presents a design scheme for a highly reliable and practical electric vehicle battery monitoring unit.The unit is cored on STMicroelectronics′STM32 F103 C8 T6 microcontroller and Linear Technology′s LTC6804-2 chip.Based on the topology of a master and multiple slaves,the hardware circuit of central processing unit,battery state sampling unit and equalization unit is designed first.Then,it drives each unit to work by writing programs,and makes it monitor battery voltage,current,and temperature of battery pack accurately.Meanwhile,the unit serves the function of battery balance,which can reduce the damage because of the difference between the battery cells.Experiments have proved that the design scheme has the advantages of accurate measurement,high reliability,high expansibility,and low production cost.The research has a high practical value.
引文
[1]卢兰光,李建秋,华剑锋,等.电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术[J].科技导报,2016,34(6):39-51.
[2]辛喆,葛元月,薄伟,等.基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计[J].农业工程学报,2014,30(12):163-170.
[3]夏正鹏,汪兴兴,倪红军,等.电动汽车电池管理系统研究进展[J].电源技术,2012,36(7):1052-1054.
[4]刘导.基于STM32单片机的动力锂电池管理系统[D].保定:河北大学,2015.
[5]王秋霞.基于MCS 112PIN开发平台的锂动力电池管理系统设计[J].重庆理工大学学报:自然科学,2017,31(10):204-210.
[6]黄剑龙,孙晓艳,刘全胜.基于SOC的储能电池组均衡策略研究[J].可再生能源,2017,35(12):1828-1834.
[7]王占国,文锋,盛大双,等.新型充放电均衡一体化电池管理系统研究[J].电子测量与仪器学报,2012,26(5):431-436.
[8]窦汝振,翟世欢,赵钢.动力电池组电压采集及均衡控制策略研究[J].电测与仪表,2015,52(2):90-94.
[9]乔旭彤,耿海洲,董峰.集中式电动汽车电池管理系统设计[J].电子测量与仪器学报,2015,29(7):1019-1027.
[10]路保虎.基于STM32F103ZET6的动力电池管理系统设计[D].南京:南京理工大学,2013.
[11]房继业.电动汽车BMS中电池单体电压采集及其均衡方案研究[D].合肥:合肥工业大学,2013.
[12]梁海滨,吴登娥,吕国辉.基于LTC6802的磷酸铁锂电池采集系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,11(6):38-41.
[13]张传伟,李林阳.电动汽车主从分布式电池管理系统设计[J].汽车技术,2017(5):45-50.
[14]申彩英,申丽军.基于CAN总线的电池管理系统研究[J].电源技术,2017,41(11):1556-1557,1583.
[15]范寒柏,谢汉华.基于NTC热敏电阻的三种高精度测温系统研究[J].传感技术学报,2010,23(11):1576-1579.
[16]杨莹冰.用分流器取代霍尔传感器进行电流测量[J].都市快轨交通,2013,26(2):127-129.
[17]谢完成,戴瑜兴.一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法[J].电子测量与仪器学报,2012,26(8):705-710.
[18]刘火良,杨森.STM32库开发实战指南[M].北京:机械工业出版社,2013.
[19]曹烨,姚敏,郭航宇.基于Qt的车载设备上位机监控系统的设计[J].电子测量技术,2015,38(3):139-143.
[2]辛喆,葛元月,薄伟,等.基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计[J].农业工程学报,2014,30(12):163-170.
[3]夏正鹏,汪兴兴,倪红军,等.电动汽车电池管理系统研究进展[J].电源技术,2012,36(7):1052-1054.
[4]刘导.基于STM32单片机的动力锂电池管理系统[D].保定:河北大学,2015.
[5]王秋霞.基于MCS 112PIN开发平台的锂动力电池管理系统设计[J].重庆理工大学学报:自然科学,2017,31(10):204-210.
[6]黄剑龙,孙晓艳,刘全胜.基于SOC的储能电池组均衡策略研究[J].可再生能源,2017,35(12):1828-1834.
[7]王占国,文锋,盛大双,等.新型充放电均衡一体化电池管理系统研究[J].电子测量与仪器学报,2012,26(5):431-436.
[8]窦汝振,翟世欢,赵钢.动力电池组电压采集及均衡控制策略研究[J].电测与仪表,2015,52(2):90-94.
[9]乔旭彤,耿海洲,董峰.集中式电动汽车电池管理系统设计[J].电子测量与仪器学报,2015,29(7):1019-1027.
[10]路保虎.基于STM32F103ZET6的动力电池管理系统设计[D].南京:南京理工大学,2013.
[11]房继业.电动汽车BMS中电池单体电压采集及其均衡方案研究[D].合肥:合肥工业大学,2013.
[12]梁海滨,吴登娥,吕国辉.基于LTC6802的磷酸铁锂电池采集系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,11(6):38-41.
[13]张传伟,李林阳.电动汽车主从分布式电池管理系统设计[J].汽车技术,2017(5):45-50.
[14]申彩英,申丽军.基于CAN总线的电池管理系统研究[J].电源技术,2017,41(11):1556-1557,1583.
[15]范寒柏,谢汉华.基于NTC热敏电阻的三种高精度测温系统研究[J].传感技术学报,2010,23(11):1576-1579.
[16]杨莹冰.用分流器取代霍尔传感器进行电流测量[J].都市快轨交通,2013,26(2):127-129.
[17]谢完成,戴瑜兴.一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法[J].电子测量与仪器学报,2012,26(8):705-710.
[18]刘火良,杨森.STM32库开发实战指南[M].北京:机械工业出版社,2013.
[19]曹烨,姚敏,郭航宇.基于Qt的车载设备上位机监控系统的设计[J].电子测量技术,2015,38(3):139-143.