混合动力电动汽车的电池管理解析

的电子电路和配线以支持电动汽车/混合动力电动汽车电池系统会使复杂性更高。总的组件和连接数量必须尽量地少以满足严格的尺寸和重量限制，并确保大批量生产是切实可行的。

4. 成本。复杂的电子控制系统可能很昂贵，最大限度减少如微控制器、接口控制器、电流隔离器和晶振等成本相对高昂的元件数量可大大降低系统的总成本。

5. 功率。电池监视器本身也是电池的负载，其较低的工作电流可提高系统效率，较低的备用电流可在汽车熄火后防止电池过度放电。

电池监视架构

图1至图4给出了4种电池监视系统架构。假设一个由96个电池组成的系统以12个电池为一组分成8组，表中对这种情况下的每种架构的优点和缺点进行了总结。在每种情况下，一个LTC6802监视一个由12个电池组成的电池组。每种架构都设计为一个自主的电池监视系统，都提供到汽车主CAN总线的CAN总线接口，且与汽车的其余部分是电流隔离的。

1．并行独立CAN模块(如图1)

每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有LTC6802、微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。系统所需的大量电池监视数据会使汽车的主CAN总线崩溃，因此这些CAN模块需要在局域CAN子网上。CAN子网由主控制器协调，该控制器还提供至汽车主CAN总线的网关。

2．具CAN网关的并行模块(如图2)

每个由12个电池组成的模块都含有一个电路板，板上有LTC6802和数字隔离器。这些模块与控制器电路板有独立的接口连接，控制器电路板上含有微控制器、CAN接口和电流隔离变压器。微控制器协调这些模块并提供到汽车主CAN总线的网关。

3．具CAN网关的单个监视模块(图3)

在这种配置中，由12个电池组成的模块内部没有监视和控制电路，而是在单个电路板上有8个LTC6802监视器IC，每个IC都连接到其电池模块。LTC6802器件通过非隔离SPI兼容串行接口通信。单个微控制器通过SPI兼容串行接口控制全部电池组监视器，并充当到汽车主CAN总线的网关。这些再加上CAN收发器和电流隔离变压器就形成了完整的电池监视系统。

图3：具CAN网关的单个监视模块。

4．具CAN网关的串行模块(图4)

这种架构类似于单个监视模块，除了每个LTC6802都在由12个电池组成的模块内部的电路板上。这8个模块通过LTC6802非隔离SPI兼容串行接口通信，这需要在电池模块对之间连接3或4个传导电缆。单个微控制器通过底部监视器IC控制全部电池组监视器，同时兼作到汽车主CAN总线的网关。这里仍然需要CAN收发器和电流隔离变压器以形成完整的电池监视系统。

图 4：具CAN网关的串行模块。

电池监视架构选择

由于并行接口需要大量连接和外部隔离，第1种和第2种架构一般易产生问题。为应对复杂性提高的问题，设计工程师需要实现到每个监视器器件的独立通信。第3种和第4种架构都是限制最少的简化方法。LTC6802可满足所有这4种配置的需求，系统设计工程师可以选择LTC6802的两个版本，一个用于串行配置，一个用于并行配置。

LTC6802-1用于叠置式SPI接口配置。多个LTC6802-1器件可以通过一个接口串行连接，该接口无需外部电平移位器或隔离器就可沿着电池组来回发送数据。LTC6802-2允许单个器件用在并行架构中。这两个版本器件具有同样的电池监视规格和功能。

电动汽车对电池组有大量需求。汽车制造商希望具经济效益的电池系统，以满足他们严格的可靠性要求。凌力尔特公司最新的电池监视器IC给系统设计工程师在性能不打折扣的情况下选择最佳电池组架构带来很大的灵活性。