動力電池組是由多個單節電池串聯組成的電池模組，由於電池個體之間內部特性的差異，若干次充、放電後，電池組會失衡，嚴重影響動力電池組的效率與安全。另外，電池組在充放電過程中的過充電、過放電、電流過大、溫度過高等現象會加劇電池間特性的差異，從而引起單節鋰電池之間容量、電壓等效能的不平衡，最終導致電池組整體特性的急劇衰退和部分電池的加速損壞。因此在鋰電池組合使用時必須要解決各個單節電池在電池組中的平衡問題。
電池組中各節電池電量的均衡可採用電阻均衡、電容均衡、變壓器均衡等多種方案。由於本管理系統是針對大容量的動力鋰電池組，若採用電阻均衡，均衡速度快但將會有過多的能量白白浪費掉；電容均衡雖然不額外耗能，但是均衡電流一般較小，很難勝任動力鋰電池之間的均衡。故本均衡模組採用兼顧效率和速度的變壓器均衡方案。
在具體設計中直接採用dc/dc開關電源模組。由於開關電源模組具有功耗小、效率高、體積小、質量輕等優點，將其直接作為均衡模組使用是乙個很好的選擇。在具體使用時，根據檢測到的各單節電池的電壓值判斷是否需要對電池組進行能量均衡。
若需要，閉合均衡總開關k5，開關k1、k2向下打到均衡檔，用電池組的整體能量對電壓最低節電池進行額外的均衡充電，直到各節電池電壓值的差別在系統要求範圍之內。原理圖如圖4所示。
圖4 電壓取樣、均衡充電原理圖
電流取樣的實現
電流是電池容量估計的關鍵引數，因此對電流取樣的精度、抗干擾能力和線性度誤差的要求都很高。在本設計中採用lem公司的閉環電流感測器ltsr25-np，如圖5所示，
圖5 ltsr25-np實物圖
該元件具有出色的精度、良好的線性度和最佳的反應時間。其額定電流為25a，最高可測80a的電流，滿足系統設計的要求。該電流感測器可把充放電電流轉換為0v~5v的電壓訊號，送至微控制器的10位a/d轉換器進行轉換後可測得充放電電流，測量精度為0.
2a。其工作特性曲線如圖6所示。
圖6 電流感測器ltsr25-np 工作特性曲線
圖中以vref為參考點電壓，預設為2.5v，ip為被測量電流。
溫度取樣的實現
電池管理系統中的溫度檢測採用的是美國dallas半導體公司生產的數字溫度感測器ds18b20。它是單片結構，無需外加a/d轉換器即可輸出9~12位的數字量。通訊採用單匯流排協議，對ds18b20的各種操作通過一條資料線即可完成。
因為每個ds18b20都含有唯一的序列碼，使每條匯流排上可同時連線多個ds18b20，這就使得ds18b20連線簡單，系統設計靈活，適合用於多點測溫系統，特別是與微控制器合用構成的溫度檢測與控制系統。
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