如何對混合動(dòng)力汽車(chē)高壓電池組進(jìn)行充電控制？(二)

　　隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)和油電混合動(dòng)力車(chē)的走向成功，具有成本效益的高性能電池系統很快將實(shí)現眾多的綠色技術(shù)應用。當今的電動(dòng)汽車(chē)和油電混合動(dòng)力車(chē)采用的是NiMH電池，如果采用鋰離子電池必須解決諸多技術(shù)難題。這個(gè)由兩部分組成的文章討論如何解決這些技術(shù)難題。

　　對于一個(gè)基于電池的系統(典型鋰離子電池具有4.2V的滿(mǎn)充電電壓)，必須采用串聯(lián)方式將許多電池連接在一起。請注意，作為一長(cháng)串電池的一部分，任何單個(gè)電池發(fā)生故障都將導致整個(gè)電池組無(wú)法使用，而且在電池串中每添加一個(gè)電池都會(huì )增加這種風(fēng)險。

　　采用鋰離子電池來(lái)制作一個(gè)高電壓電池組的挑戰并非微不足道。不能像對待單個(gè)電源那樣來(lái)對一個(gè)鋰離子電池組進(jìn)行充電和放電。對于那些容量略小的電池而言，在經(jīng)過(guò)多個(gè)充電和放電周期之后，其SOC將逐漸與其他電池產(chǎn)生偏差。如果不對每個(gè)電池的SOC進(jìn)行周期性的均衡或平衡處理，那么有些電池最后將發(fā)生過(guò)度充電或過(guò)度放電的現象，從而造成受損，并最終導致整個(gè)電池組發(fā)生故障。因此，一個(gè)電池控制系統必須謹慎地管理每個(gè)電池。

　　這個(gè)問(wèn)題可以劃分為數據采集和控制兩個(gè)方面?？刂品矫姘ǜ鶕到y數據來(lái)對每個(gè)電池進(jìn)行充電和放電的算法和方法。這在很大程度上取決于具體應用，且常常涉及那些受到嚴密保護的知識產(chǎn)權。數據采集通過(guò)電池組接口來(lái)完成，該接口必須沿著(zhù)高電壓電池組快速而準確地測量每個(gè)電池的電壓。這需要具備從一個(gè)0V至1,000V以上(當提升電池組電壓時(shí))的共模電壓來(lái)抽取一個(gè)小差分電壓的能力。這是一個(gè)棘手的難題，需要多種高性能模擬功能。

基于高性能多節電池監視IC的方案

　　凌力爾特(Linear)公司的LTC6802可處理大型電池組的數據采集任務(wù)，而且特別適合于鋰離子電池。LTC6802可與一個(gè)包括多達12個(gè)單獨電池的電池串中的每個(gè)電池直接相連。通過(guò)一個(gè)獨特的電平移位串行接口把多個(gè)LTC6802器件串聯(lián)起來(lái)(無(wú)需使用光耦合器或光隔離器)，可實(shí)現長(cháng)串串接電池中每節電池的精準電壓監視。當把多個(gè)LTC6802器件串聯(lián)起來(lái)，它們就能夠同時(shí)工作，快速而準確地完成電池組中所有電池的電壓測量。電壓測量準確度高于99.75%，且一個(gè)電池組中所有電池的電壓測量都能在13ms的時(shí)間之內完成?？擅抗濍姵鼐M(jìn)行了欠壓和過(guò)壓條件監視，并提供一個(gè)相關(guān)聯(lián)的MOSFET開(kāi)關(guān)，用來(lái)對過(guò)充電電池進(jìn)行放電。

　　每個(gè)LTC6802通過(guò)一個(gè)支持廣播和編址命令的1MHz串行接口進(jìn)行通信。另外，該器件還包括兩個(gè)熱敏電阻輸入、兩個(gè)GPIO線(xiàn)和一個(gè)5V穩壓器。該器件對充滿(mǎn)挑戰性的汽車(chē)環(huán)境進(jìn)行了特殊的考慮。LTC6802專(zhuān)為在工業(yè)溫度范圍內工作而設計，具有高 ESD、EMI和噪聲免疫力，并內置診斷和自測試功能。

　　這款高集成度、高性能多節電池監視IC解決了當今先進(jìn)電池系統所面臨的諸多問(wèn)題。由于可在整個(gè)工作溫度范圍內進(jìn)行高精度的電壓測量，它使得電池能在其整個(gè)可用SOC范圍內使用，不用擔心電池會(huì )超出這些限值。這種魯棒性將使該器件能夠在汽車(chē)環(huán)境中可靠地工作。此外，高集成度還可使電池系統滿(mǎn)足苛刻的成本、空間和可制造性約束條件。

本文小結

　　經(jīng)過(guò)了多年的努力和穩步發(fā)展之后，高能量電池系統不久就能滿(mǎn)足人們日常使用的需要，尤其是能作為電動(dòng)汽車(chē)和油電混合動(dòng)力車(chē)的一部分。該技術(shù)有望在全球范圍內大幅度地提升能量效率，并使人們更加重視替代能源。在實(shí)現這些目標之前，必須解決諸多層面的技術(shù)問(wèn)題，以構建實(shí)用、經(jīng)濟和可靠的電池系統。凌力爾特的LTC6802便是解決其中一個(gè)主要問(wèn)題的產(chǎn)品。這款電池監視IC把數據采集任務(wù)的處理電路集成在單個(gè)器件之中，支持非常長(cháng)的電池串。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)和油電混合動(dòng)力車(chē)的走向成功，具有成本效益的高性能電池系統很快將實(shí)現眾多的綠色技術(shù)應用。