基于Freescale單片機的電池管理系統(tǒng)設(shè)計

　　2. 1 電源模塊

　　整車為BMS 提供的電壓是12 V，管理系統(tǒng)需要的電壓有: 5 V，單片機及驅(qū)動芯片用; ! 15 V，運放及電流傳感器用。采用DC/ DC 模塊將12 V 電壓轉(zhuǎn)成5 V或者15 V。

　　2. 2 A/ D 轉(zhuǎn)換模塊

　　Frescale 16 位系列芯片集成10 位的A/ D 轉(zhuǎn)換模塊，滿足整車的采樣精度要求。A/ D 采樣電路包括電壓采樣、電流采樣與溫度采樣。子模塊中用CPLD 控制光耦陣列開關(guān)，實現(xiàn)模塊電壓巡檢采樣，主模塊中直接對總電壓周期采樣; 采用霍爾傳感器實現(xiàn)電流采樣;采用熱敏電阻實現(xiàn)溫度采樣。

　　DG128 通過I/ O 向CPLD 實時發(fā)送電池模塊選通信號，CPLD 根據(jù)傳送過來的信號經(jīng)由內(nèi)部與非邏輯組合的運算，向高壓光電隔離開關(guān)陣列發(fā)出控制信號，控制光電開關(guān)固態(tài)繼電器分時導(dǎo)通; 被選中的模塊電壓信號再經(jīng)過線性隔離放大和低通濾波預(yù)處理，最后進入DG128 的A/ D 轉(zhuǎn)換模塊。開關(guān)陣列控制隔離濾波電路如圖2 所示。

圖2 模塊電壓采集電路

　　如圖3 所示，設(shè)電池總電壓為U，電阻R2 兩端的電壓為U2 ，當(dāng)求得R2 兩端的電壓U2 ，即可反求U。為了提高U2 的采樣精度，抑制高頻干擾，在R 2 兩端增加由電阻R 3 和電容C1 組成的低通濾波器，再經(jīng)光藕AQW214隔離后，將U2 傳給線性光電隔離放大環(huán)節(jié)ISO124，最終傳給DP512 的A/ D，經(jīng)處理，求得U。

圖3 總電壓采集電路

　　圖4 中利用二極管單向?qū)щ娦?，將正負電流分別經(jīng)過電阻和運算放大器組成的網(wǎng)絡(luò)，最終轉(zhuǎn)換為電壓信號，進入A/ D 模塊。

圖4 電流采集電路

　　圖5 中，虛線框內(nèi)的RV 為熱敏電阻，R2 為低溫漂精密電阻。5 V 經(jīng)R2 分壓，即可求得RV 的阻值變化，查表進而得到對應(yīng)的溫度值。與測量其他信號一樣，溫度轉(zhuǎn)換的電壓信號也經(jīng)過一個低通濾波器進入A/ D 模塊。

圖5 溫度采集電路