一种基于分布式电池管理系统的电路设计_贾利浦1

分布式电池管理系统是一种优化电池组管理的技术，尤其适用于动力锂电池组，它可以提高系统的稳定性和测量准确性。相较于传统的集中式管理系统，分布式系统解决了集中控制单元的复杂性、稳定性问题，以及长距离信号传输引起的电磁干扰，提高了电池参数测量的精度，确保电池剩余电量计算的准确性。 在分布式电池管理系统中，单体电池的电路控制是核心部分。本文详细介绍了单体电池采集板的设计，选用MSP430FR2100作为主控单元，这是一款低功耗的微处理器，具备1.8V-3.6V的工作电压范围和超低待机电流。微处理器集成了8路10位AD转换器、1.5V内部基准电压、片上振荡器和UART通信接口，适合电池管理应用。 电源电路设计是系统稳定运行的基础，包括熔断器提供过流保护、TVS管进行过压保护，以及LC滤波器消除高频噪声。调压器采用了TLV713芯片，其特点是输入电压范围宽（1.4V至5.5V），极低的压降（150mA时为230mV），低IQ（50μA）和折返过流保护，小型封装设计有利于节省空间。 电压采集电路通过精准电阻分压，配合MSP430FR2100的内部1.5V基准电压，将电池电压降低至合适的范围进行测量。运算放大器LPV802用于增强信号，其超低功耗、宽动态范围和EMI保护特性确保了在电池供电环境下的高效工作。 温度采集则采用了热敏电阻，通过分压方式获取电阻值，考虑到成本和安全性，而不是追求高精度。热敏电阻的阻值变化与温度成正比，通过公式计算得到温度值，确保在微处理器的AD参考电压范围内。 电池均衡是管理系统的重要环节，本系统采用被动均衡方法，使用大功率电阻作为负载，并通过MOSFET进行控制。同时，LED状态显示模块提供了可视化的操作反馈，方便监控电池的状态和均衡情况。 综上所述，分布式电池管理系统通过单体电池采集板的设计，实现了对电池电压、温度的精确测量，并通过被动均衡策略保障电池组的一致性，提高了整个电池系统的性能和可靠性。此外，系统的低功耗和抗干扰设计，增强了其在电动汽车等电传动车辆上的适用性。