随着环境和能源问题日益严峻，电动汽车及混合动力汽车已经成为了当今世界关注的焦点。蓄电池是EV的动力环节，但其单体端电压及容量都较小，比如广泛应用的磷酸铁锂（LiFePO4）电池端电压一般不超过3.65 V，因此常需多单体串并联组合使用来满足车辆的需求。对于车载电池包而言，一个功能完备的监控系统是非常必要的。目前国内的电池组监控设备存在两大问题：一是电池电压检测精度不高，二是电池组均衡控制的实现较复杂。针对这些问题，本文应用Linear Technology 公司新推出的电池组监控芯片LTC6802，设计了一套面向锂离子电池组的硬件监控平台。该平台设计实现的功能包括单体电压/ 温度检测、电池组均衡以及分布式CAN 通信等。

电池监控系统整体结构

　　电池组监控平台的整体结构如图1 所示。本平台设计采用分布式CAN 总线结构，首先，LTC6802 用于实现对单体电压的采集以及串联电池组的被动均衡控制；主控芯片负责接收来自LTC6802 的电压采集信息，并对LTC6802 的相关参数进行设置，此外MCU 还用于实现电池包节点温度以及电流的采集；最后MCU 将电池包的组态信息发送到CAN 通信网络。

　　图1 电池组监控平台整体结构

　LTC6802 与MCU 的连接电路设计

　　LTC6802 的外围电路及其与微控制器之间的连接电路如图2 所示。本电路中MCU 选取的是Freescale 系列单片机MC9S08DZ60，其主要功能是进行电流和温度采集、接收来自LTC6802 的信息并将电池包组态信息发送到分布式CAN 通信网络中。

　　图2 LTC6802 与MCU 的连接电路

　　LTC6802 可通过其自身与SPI 兼容的串行接口实现与MCU 的通信。对于LTC6802 而言，CSBI 为片选信号；SDO 为串行数据输出；SDI 为串行数据输入；SCKI 为串行时钟输入。

　　此外，为了保证通信过程稳定可靠，本设计中还引入了静电干扰抑制电路，见图2 中的D7-D15.该电路由8 个二极管和一个齐纳二极管组成，实际也可以采用专用的ESD 静电保护器件PRTR5V0U4D 来实现。

　　MCU 的另一项任务是将电池包组态信息发送到CAN 通信网络中。在此本设计选取了CAN 隔离驱动芯片ISO1050，见图2 中的U1.为了进一步提高CAN 通信的抗干扰性能，在平台的CAN 输出端还采用了瞬态电压抑制芯片PSM712。

温度采集电路设计

　　电池包节点温度也是组态信息中的重要参数。在本平台中，节点温度的检测由MCU 实现，设计每个单体取一个节点，共计可实现对12 个节点的温度检测。温度采集电路如图4 所示，图中给出了节点1 的连接电路。首先，设计中选取热敏电阻RT103 作为温度传感原件，将温度信号转换为电压信号；接着，电压信号输入模拟开关器件CD4067D，可通过MCU 配置其ABCD 四个控制端对输入信号进行选通，并由其公共端即管脚1 输出；最后，模拟开关输出的信号经RC 滤波及限幅处理后输入到MCU 的AD 输入端，节点温度采集得以实现。

　　图3 电压采集及均衡电路

　　图4 温度采集电路

　　基于电池监控芯片LTC6802 以及微控制器MC9S08DZ60，设计了一套面向LTC6802与MCU的连接器电路监控平台。结合芯片特点及平台应用场合，分别对电压检测电路、均衡控制电路、温度采集电路、SPI 通信及CAN 通信电路进行了具体的设计。该平台充分利用了LTC6802 集成度高、电压采集精度高以及抗干扰能力强的特点，很大程度上改善了传统的电池监控电路存在的电压采集精度差和电路结构复杂的问题。可以断言， 在EV/HEV 产业中，这种基于LTC6802 的电池组监控平台具有很强的应用价值和良好的应用前景时，Q1 将导通对其放电，放出的电能会消耗在电阻R1 上。

　　目前在以计算机为上位机的应用领域，都首选USB口作为计算机与外设的接口。由于CAN总线具有可靠性高、功能完善、成本合理、实时性等优点，被广泛应用于各个自动化控制系统中，CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。为了更好的将USB的通用性和CAN的专业性结合起来，通过计算机的USB接口接入CAN专业网络，实现系统控制的便利性和应用的高效性。本文讲述了一种基于ARM7处理器实现USB接口与CAN总线的实例，通过其可以在PC实现对CAN总线上设备的监控。

处理器简介及其外围电路

　　LPC2119是基于一个支持实时仿真和跟踪的16／32位ARM7TDMI- STM CPU，并带有128 KB嵌入的高速FLASH存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用 16位Thumb模式将代码规模降低超过30％，而性能的损失却很小。实行流水线作业，提供Embedded ICE逻辑，支持片上断点和调试点，具有先进的软件开发和调试环境。LPC2119具有非常小的64脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、4路10位 ADC、2路CAN、PWM通道、多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、高速I2C接口和2个SPI接口，46个GPIO以及多达9个外部中断，特别适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。

　　图1 LPC2119外围电路

　　LPC2119内部集成2个CAN控制器，每一个CAN控制器都与独立CAN控制器SJA1000有着相似的寄存器结构。它的主要特性有：单个总线上的数据传输速率高达1 Mb／s；32位寄存器和RAM访问；兼容CAN2．0B，ISO11898-1规范；全局验收滤波器可以识别所有的11位和29位标识符；验收滤波器为选择的标准标识符提供Full CAN-style自动接收。图1所示为LPC2119外围电路，为保证可靠复位，采用外部复位电路STM809。

USB接口电路设计

　　USB接口采用沁恒电子的CH375。CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式和USB- DEVICE／SLAVE设备方式。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机／DSP／MCU／MPU等控制器的系统总线上。CH375提供了串行通信方式，通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机／DSP／MCU／MPU等相连接。图2所示为CH375的接口电路。

　　图2 USB接口电路