摘要：電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展有助于緩解能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，針對(duì)目前鋰電池被逐漸應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上，本文提出了一種基于OZ8940芯片的電動(dòng)汽車(chē)鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)包括電壓、電流、溫度采集電路，均衡電路，MCU主控電路，I2 C通信電路，CAN通信電路，顯示單元。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)的功能。

　　電動(dòng)汽車(chē)的使用有助于保護(hù)環(huán)境和解決能源短缺問(wèn)題。電池組作為電動(dòng)汽車(chē)的能源，其正常地工作是安全行駛的重要保證，因此，對(duì)電池組工作狀態(tài)的管理顯得尤其重要。近年來(lái)，對(duì)電池管理系統(tǒng)的研究也越來(lái)越受到重視。電池管理系統(tǒng)的職能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組狀態(tài)，實(shí)施必要的管理和保護(hù)措施，以提高電池組的利用率，確保電池組工作的安全可靠，進(jìn)而確保行車(chē)安全。

　　1 系統(tǒng)基本功能介紹

　　設(shè)計(jì)的鋰電池管理系統(tǒng)采用電池監(jiān)測(cè)芯片對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池的電壓、電流、溫度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采集到的電壓、電流、溫度等信息經(jīng)過(guò)微處理器處理后，相應(yīng)的信息顯示在顯示屏上。如果電池狀態(tài)信息超出正常范圍，系統(tǒng)自動(dòng)切斷充放電回路并報(bào)警。均衡電路的應(yīng)用，延長(zhǎng)了電池組的使用壽命。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 電池管理系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用O2Micro公司的OZ8940芯片作為電池信息的采集芯片。OZ8940是一款低功耗芯片，工作時(shí)電流小于500μA，休眠模式下小于50μA.可支持6~12節(jié)串聯(lián)電池的信息測(cè)量，總的電壓測(cè)量范圍為9~60 V.內(nèi)部包括12路的12位電壓采集ADC，分辨率2.44 mV.1路片內(nèi)溫度采集ADC，精度為12位，2路片外溫度采集ADC，精度為12位，分辨率1.22mV.OZ8940可提供兩級(jí)保護(hù)功能，第一級(jí)保護(hù)包括過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)溫度等保護(hù)。第二級(jí)保護(hù)是永久性外部極高過(guò)電壓故障的保護(hù)。此外，OZ8940支持內(nèi)部均衡與外部均衡兩種均衡方式。均衡技術(shù)的應(yīng)用，使得電池組特性在充電時(shí)保持了良好的一致性，這有助于延長(zhǎng)電池組的使用壽命。OZ8940通過(guò)I2 C接口與MCU進(jìn)行通信。

　　2.1 單體電池電壓監(jiān)測(cè)

　　如圖2所示，12節(jié)單體電池串聯(lián)構(gòu)成電池組，從每一節(jié)電池的正負(fù)極引出接線端子，單體電池的輸入電壓范圍為-0.5 V~8 V.接線端子經(jīng)過(guò)RC低通電路后引入到OZ8940的BAT端口，作為電池電壓的輸入端。RC低通電路可以消除信號(hào)中的高頻干擾。在OZ8940中通過(guò)一個(gè)多路選擇器分別將這12路電壓信號(hào)引入到內(nèi)部12位精度的ADC中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果送至內(nèi)部邏輯，經(jīng)過(guò)I2C接口與MCU通信。

　　圖2 電壓采集

　　2.2 電流監(jiān)測(cè)

　　采用霍爾電流傳感器對(duì)電池組充放電電流進(jìn)行采集，如圖1中電流采集部分所示。采集到的信息送至MCU進(jìn)行處理。