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摘 要：如今，一些公司针对电池组电压的测量技术都纷纷产生了一些新观点及方法，为了达到电压采集精确性及实时性的目标，一般都利用电池组单体电压测量的专用芯片。该文主要是分析并概括了LTC6803-4并联级联独立寻址技术在多串超级电容电池管理系统电压监测中的应用。
关键词：LTC6803-4级联 BMS电压 电池管理系统
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0036-01
随着全球经济的高速发展，环保及新能源的开发问题人们越来越重视，电池是一种清洁能源，近几年来越来越被人们关注。在串联的超级电容电池组里，单体超级电容电池的电池状态是超级电容电池管理系统中的关键组成部分。比如说电压、温度的监测。单体电压的数据比较多，也能够使人们了解超级电容电池组内每一个单体状态和特征的物理量，同时还能够反应超级电容电池组整体的状态。另一方面，如果对单体超级电容电池能够进行有效的测量，也能够对过冲、过放的情况进行预防。因此，超级电容电池单体电压采集对采集的准确性和实时性要求较高。
1 电池管理系统以及LTC6803-4的应用概述
一般说来，超级电容电池具备很多优点：容量大、充电快、比功率大、重复深度放电次数可超50万次、低温性能良好、安全系数高、免维护时间长等。
LTC6803-4的应用是比较便捷、灵活的，同时又具备高测量精度和高稳定性的芯片，特别适合在超级电容电池组管理上的应用。
2 LTC6803-4并联级联独立寻址技术的应用
2.1 LTC6803-4的特性及工作原理
LTC6803-4主要包括参考电压、12位ADC、串行SPI接口的电池监测专用芯片、还有高电压输入的多路复用器。每一个LTC6803-4都能够监测电池，最多12串。如果是一个具有多片的LTC6803-4，是能够通过利用并联级联的测量方式及方法来测量超过12串的串联电池组的。还有，每一个LTC6803-4，都具备一个串行接口，能够独立寻址，这样的方式能够方便主控器、LTC6803-4进行同步的通信、操作环节，LTC6803-4最多是16片。LTC6803-4的全局测量精度比0.25%小的时候，一般都能达到大多数工程项目对电池电压测量精度的标准。
2.2 LTC6803-4主要引脚功能
LTC6803-4主要有44个引脚，比如有C0～C12：电池电压输入引脚。VREG：线性电压整流输出。V-：LTC6803-4最低电势端。A0～A3：地址输入。SCKI，SDI，SDO，CSBI：SPI数据通信接口。
3 系统设计
3.1 采集系统结构
测量方法是用2片LTC6803-4并联级联实现24节超级电容电池的单体测量级管理。
3.2 LTC6803-4并联式级联的工作方式
LTC6803-4在SPI上的地址用户是能够自行配置的。本文中只有2片，LTC6803-4是在同一SPI总线与主控器进行通信，所以只要独立地址数比2大或是同2等同，那么便能利用地址将不同的LTC6803-4划分。
3.3 SAF-XC886C-8FF5V芯片
3.3.1 MCU的选择
MCU作为超级电容管理器的主要部件，是通过XC886C汽车级芯片来完成的。
SAF-XC886C工作频率为24 MHz，以八位的市场价格，提供16位产品的性能。拥有8通道10位的精度，三个独立定时器，4个PWM通道，以及后台E2PROM模拟。
3.3.2 单体电容电压检测芯片的挑选
每个LTC6803可以同时测量十二个超级电容器或串接电池的电压，并且拥有单独寻址的串行接口，能够把16个LTC6803-4元件接入同一个控制处理器中运行。LTC6803-4把电池组的底端与V分开，因此，可以改变第一节电池的测量精准度。
3.3.3 信号隔离器的选择
通过分析信号的可靠性，以及电气的安全性。挑选出满足需要的ADUM1411及ADUM1201这两种芯片。传输速率为10Mbps，隔离电压为2500 V。
3.3.4 隔离电源的选择
为了保证安全，选用多规格的双列直插的隔离电源模块。
3.4 系统软件配置
本文所概述的2个芯片通过0Ω电阻将地址主要是分别配置为80和81，所以1#LTC6803-4芯片地址为0B10000000，2#LTC6803-4芯片地址为0B10000001。
4 实验结果与误差
根据实验验证的结果，来验证电池单体电压能不能达到电池管理系统对单体电池电压监测的实际测量目标的。实验的目标用超级电容电池电压为1.60 V，容量为20 Ah、24只，为了验证该系统电压测量的精度是多少，使用万用表测量得到电池电压的真实数值。在实验还没有开始的时候，通常主要是通过放电的方法，将电池的电压改为不均衡的状况，通过这样的方法，能够检验系统电压检测精度是否正确。实验的结果证明，所有电池单体电压测量误差都在0.19%内，能够达到对单体电池电压监测的实际测量目标。
5 结语
综上所述，超级电容电池具有很多的优点，LTC6803具一个精准参考电压、一个高电压输入的多路复用器以及一个串行SPI接口的超级电容监测专用芯片同时，可以允许主控器与至多16片同时进行通信和操作。为了能够保护好超级电容动力电池，并逐渐的延长电池的使用时间，同时又能增加行驶的距离，那么便要求建立一个有效的电池管理系统，所以说电动汽车产业的发展及推广是一项非常关重要的系统工程。
参考文献
[1] 吕杰，宋文吉，林仕立，等.基于LTC6803-4的超级电容电池管理系统信号采集技术研究[J].测控技术，2013（1）.
[2] LinearTechnology.LTC6803-2/LTC6803-4datasheet.
[3] Infineon.XC886/888CLM8位单片机控制器用户手册.
[4] Infineon.kit_XC886CLM_ESLC0用户手册.
关键词：LTC6803-4级联 BMS电压 电池管理系统
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0036-01
随着全球经济的高速发展，环保及新能源的开发问题人们越来越重视，电池是一种清洁能源，近几年来越来越被人们关注。在串联的超级电容电池组里，单体超级电容电池的电池状态是超级电容电池管理系统中的关键组成部分。比如说电压、温度的监测。单体电压的数据比较多，也能够使人们了解超级电容电池组内每一个单体状态和特征的物理量，同时还能够反应超级电容电池组整体的状态。另一方面，如果对单体超级电容电池能够进行有效的测量，也能够对过冲、过放的情况进行预防。因此，超级电容电池单体电压采集对采集的准确性和实时性要求较高。
1 电池管理系统以及LTC6803-4的应用概述
一般说来，超级电容电池具备很多优点：容量大、充电快、比功率大、重复深度放电次数可超50万次、低温性能良好、安全系数高、免维护时间长等。
LTC6803-4的应用是比较便捷、灵活的，同时又具备高测量精度和高稳定性的芯片，特别适合在超级电容电池组管理上的应用。
2 LTC6803-4并联级联独立寻址技术的应用
2.1 LTC6803-4的特性及工作原理
LTC6803-4主要包括参考电压、12位ADC、串行SPI接口的电池监测专用芯片、还有高电压输入的多路复用器。每一个LTC6803-4都能够监测电池，最多12串。如果是一个具有多片的LTC6803-4，是能够通过利用并联级联的测量方式及方法来测量超过12串的串联电池组的。还有，每一个LTC6803-4，都具备一个串行接口，能够独立寻址，这样的方式能够方便主控器、LTC6803-4进行同步的通信、操作环节，LTC6803-4最多是16片。LTC6803-4的全局测量精度比0.25%小的时候，一般都能达到大多数工程项目对电池电压测量精度的标准。
2.2 LTC6803-4主要引脚功能
LTC6803-4主要有44个引脚，比如有C0～C12：电池电压输入引脚。VREG：线性电压整流输出。V-：LTC6803-4最低电势端。A0～A3：地址输入。SCKI，SDI，SDO，CSBI：SPI数据通信接口。
3 系统设计
3.1 采集系统结构
测量方法是用2片LTC6803-4并联级联实现24节超级电容电池的单体测量级管理。
3.2 LTC6803-4并联式级联的工作方式
LTC6803-4在SPI上的地址用户是能够自行配置的。本文中只有2片，LTC6803-4是在同一SPI总线与主控器进行通信，所以只要独立地址数比2大或是同2等同，那么便能利用地址将不同的LTC6803-4划分。
3.3 SAF-XC886C-8FF5V芯片
3.3.1 MCU的选择
MCU作为超级电容管理器的主要部件，是通过XC886C汽车级芯片来完成的。
SAF-XC886C工作频率为24 MHz，以八位的市场价格，提供16位产品的性能。拥有8通道10位的精度，三个独立定时器，4个PWM通道，以及后台E2PROM模拟。
3.3.2 单体电容电压检测芯片的挑选
每个LTC6803可以同时测量十二个超级电容器或串接电池的电压，并且拥有单独寻址的串行接口，能够把16个LTC6803-4元件接入同一个控制处理器中运行。LTC6803-4把电池组的底端与V分开，因此，可以改变第一节电池的测量精准度。
3.3.3 信号隔离器的选择
通过分析信号的可靠性，以及电气的安全性。挑选出满足需要的ADUM1411及ADUM1201这两种芯片。传输速率为10Mbps，隔离电压为2500 V。
3.3.4 隔离电源的选择
为了保证安全，选用多规格的双列直插的隔离电源模块。
3.4 系统软件配置
本文所概述的2个芯片通过0Ω电阻将地址主要是分别配置为80和81，所以1#LTC6803-4芯片地址为0B10000000，2#LTC6803-4芯片地址为0B10000001。
4 实验结果与误差
根据实验验证的结果，来验证电池单体电压能不能达到电池管理系统对单体电池电压监测的实际测量目标的。实验的目标用超级电容电池电压为1.60 V，容量为20 Ah、24只，为了验证该系统电压测量的精度是多少，使用万用表测量得到电池电压的真实数值。在实验还没有开始的时候，通常主要是通过放电的方法，将电池的电压改为不均衡的状况，通过这样的方法，能够检验系统电压检测精度是否正确。实验的结果证明，所有电池单体电压测量误差都在0.19%内，能够达到对单体电池电压监测的实际测量目标。
5 结语
综上所述，超级电容电池具有很多的优点，LTC6803具一个精准参考电压、一个高电压输入的多路复用器以及一个串行SPI接口的超级电容监测专用芯片同时，可以允许主控器与至多16片同时进行通信和操作。为了能够保护好超级电容动力电池，并逐渐的延长电池的使用时间，同时又能增加行驶的距离，那么便要求建立一个有效的电池管理系统，所以说电动汽车产业的发展及推广是一项非常关重要的系统工程。
参考文献
[1] 吕杰，宋文吉，林仕立，等.基于LTC6803-4的超级电容电池管理系统信号采集技术研究[J].测控技术，2013（1）.
[2] LinearTechnology.LTC6803-2/LTC6803-4datasheet.
[3] Infineon.XC886/888CLM8位单片机控制器用户手册.
[4] Infineon.kit_XC886CLM_ESLC0用户手册.