基于LTC6802的鋰電池組均衡電路設計

    在新能源汽車廣泛應用的今天，動力電池組在電動自行車和混合動力汽車中頻繁出現。電池組在使用中由于單體電池性能的差異而導致整體性能和壽命的下降非常普遍，通過均衡可以提高電池組能量利用率和使用壽命。

    本文設計的均衡電路的基本原理是通過使用專用電池組管理芯片LTC6802-1測量電池組中單體電池電壓，將數據通過SPI總線傳送給單片機，單片機通過決策對均衡電路進行控制。實驗表明，基于LTC6802-1芯片設計的均衡電路，在電池組使用過程中單體電池的能量一致性得到了明顯改善。

    1 均衡電路工作原理

    本文基于LTC68021鋰電池組管理芯片設計的電池組均衡電路，由取電系統、嵌入式處理器、LTC6802-1數據采集及均衡電路四部分構成，電路框圖如圖1所示。

圖1 基于LTC6802-1設計的均衡電路結構框圖

    取電系統是均衡電路的供電來源，電源取自鋰電池組，并提供給低功耗嵌入式處理器與LTC6802-1芯片。嵌入式處理器時均衡電路的核心，一方面通過SPI接口與LTC6802-1進行通信，另一方面對獲得的數據進行簡單的處理。數據采集電路主要由LTC6802-1芯片構成，該芯片內置了高精度AD轉換器，結合外部濾波電路可以對鋰電池組參數實現精確得采樣。LTC6802-1芯片均衡接口的特殊設計，能夠控制外部均衡電路進行工作，簡化了均衡電路。

    1.1 取電系統

    LTC6802-1最多能夠管理12節串聯的鋰電池組，以萬向電動汽車有限公司生產的WX11 I3215鋰電池為例，單體電池在使用過程中電壓在2.8 3.8V變化，12節WX11 I3215串聯的鋰電池組在使用過程中電池組總電壓的變化范圍在33.6 45.6V。均衡電路中嵌入式處理器A tmega16L與LTC68021均使用5V直流電源供電，因此取電系統的輸出電壓選擇為5V。由于均衡電路中采用的都是低功耗芯片，取電系統的輸出功率選擇為5W�；�于上述取電系統的寬電壓輸入的特殊性，本文中取電系統采用單片開關電源芯片TOPSw itch設計了一種具有輸入電壓范圍寬的開關電源。