LTC6804在電池管理系統中的應用

摘 要：文章介紹了第三代多節電池監視芯片LTC6804的基本功能，應用場景，芯片特點。以LTC6804為基本測量單元，設計了具有電壓測量和均衡功能的儲能電池管理系統。測量系統以12節電池為一個測量單元，多個測量單元共同完成儲能電站電池組的測量管理工作。設計結果表明LTC6804的應用縮短了設計時間，增加了儲能電池管理系統的功能，運行穩定，有助于電池組的健康運行。

關鍵詞：LTC6804；電池管理系統；電池均衡

引言

環境污染和能源緊缺使得新能源大力發展，為了合理高效利用新能源發電，電池儲能得到應用。電池管理系統（BMS）是儲能電池應用的保障，監控電池電壓，估算電池荷電狀態，給出電池運行時間建議等。

早期的BMS主要由分散元件組成，功能比較單一，主要完成整組電池電壓和電流的監測，監測精度不高，完成整組電池的過壓過流保護等功能[1]。電路較復雜，擴展性差，不能應用于大規模儲能系統。文章以LTC6804為核心，設計具有均衡、電池狀態監測和故障報警功能的儲能電池BMS。

1 LTC6804功能簡介

LTC6804是凌特公司的第三代多節電池監測芯片，可同時在線測量12節串聯連接的電池組（也可測量低于12節電池的串聯連接電池組，串聯電池電壓總和大于11V），單節電池最高電壓為8V，串聯電壓最高為75V，測量最大誤差為1.5mV，所有電池可在290微秒內測完。

LTC6804具有isoSPI通信接口，多個LTC6804可以通過isoSPI串聯通信，連接到控制芯片。也可以對每個LTC6804單獨尋址，采用并聯方式管理多個LTC6804。采用雙絞線通信時，通信距離達百米。

LTC6804內部集成均衡電路，直接控制外部開關管對電池進行放電操作。具有5個通用數字輸入輸出接口，可以作為傳感器的輸入端，也可以配置為通信接口。睡眠狀態時，LTC6804僅消耗4uA電流。

LTC6804內部集成具有頻率可編程三階噪聲濾波器的16位增量累加型ADC，用于測量電池電壓。此外，LTC6804內部還集成輔助ADC，通用輸入輸出引腳可配置為輔助ADC的輸入引腳。將熱敏電阻輸出的電壓量輸入到ADC端口，可以完成溫度測量。將霍爾電流傳感器的輸入接入ADC端口，可以完成電池組電流的測量。

2 LTC6804外圍電路設計

LTC6804外圍電路主要包括電源電路，ADC基準電路，通信電路，通用輸入輸出電路，看門狗電路和電壓測量電路等，硬件結構圖如圖1所示。LTC6804電源取自電池組兩端，避免了單獨供電電源的設計。

當電池不均衡時，需要根據電池電壓進行充電或者放電。充電電源由電池組提供，電池組隔離后變為電流源，對電壓低的電池進行充電。電壓高的電池采用放電進行均衡處理，用LTC6804集成的放電控制功能。為了增大放電電流，外部增加放電MOSFET，采用恩智浦公司的低電壓等級MOSFET，在柵極和源極電壓等級較低的情況下也可實現放電功能，如圖2所示。

3 LTC6804工作狀態

LTC6804的操作分為兩個獨立部分，內核操作和isoSPI操作。內核狀態包含休眠狀態、待機狀態、參考電壓啟動狀態和測量狀態，其轉換過程如圖3所示。isoSPI包含空閑狀態、準備狀態和激活狀態，其轉換過程如圖4所示。

4 結束語

應用LTC6804設計BMS，可以簡化設計過程，縮短設計周期，增加BMS功能。文章基于LTC6804的BMS應用于儲能系統，得到了很好的電壓采集結果，運行穩定，符合設計要求。

參考文獻

[1]項良軍.大容量動力型鋰電池管理系統（BMS）的研究[D].合肥工業大學，2012，3.

[2]黎繼剛.鋰離子動力電池管理系統研究與實現[D].浙江理工大學，2010，3.

[3]張金靈.電動汽車智能電池系統的研究[D].北京交通大學，2010，3.

作者簡介：段雙明（1984，10-），男，吉林長春人，漢族，研究生學歷，東北電力大學助理實驗師，工作及研究方向：電力電子技術。