引言
電池節能和污染正日益成為人們關注的問題。在傳統電池范疇中，鉛酸蓄電池和鎳氫電池在實際使用過程中存在一系列問題：如比容小，不適應快速充電和大電流發電或者是鎳氫電池在串聯電池包時管理問題比較多。相反，
鋰離子電池不僅比容要好于鉛酸蓄電池和鎳氫電池，而且還具有無記憶效應、使用壽命長和單節電芯電壓高等優勢。
在礦用產品中，鋰離子電池逐步替代了鉛酸蓄電池和鎳氫電池。但鋰離子電池在使用時也存在一個緊要的問題，它在過充電或是在過放電時電池可能會發生爆炸，因此需要良好的保護電路來配合使用，這樣可以杜絕電池爆炸的問題。本文研究的就是利用STM32f103單片機和LTC6802-1芯片對鋰離子電池包進行管理保護。這樣可以既可以發揮鋰離子電池的優點，也可以杜絕使用鋰離子電池萌生的一些問題。
LTC6802解析
在眾多電池管理芯片中，LTC6802性能出眾，其神奇的內部設計使其能同時測試多達12節電池電壓，而且其簡單的外部電路配置能使我們方便的搭建系統，有利于降低成本和開發時間。
LTC6802內部有高精度的模數轉換器，位數多達12位，單個LTC6802能同時測試12節串聯單體電池電壓，也可以測量電池包總電壓，在電池管理系統中，我們可以將多個LTC6802芯片組成鏈式電路，方便我們監測多于12節或大于60V的電池包，采用這種可堆疊式架構使得我們測量或管理1000V電池系統成為可能，利用其雙熱敏電阻輸入、板上溫度傳感器等多種渠道可以實時監測鋰離子電池包溫度。
LTC6802與微解決器之間的通信是由一個兼容式串行接口實現，在鏈式電路中，每個LTC6802都能通過簡單的二極管隔離實現數據通信。其SpI時序圖如圖1所示。
圖1SpI通信時序LTC6802有多種工作模式，如待機模式、測量模式以及監視模式；每一種模式都有其神奇的工作狀態：
待機模式：系統上電時，LTC6802默認處于待機狀態，此時，除串口和穩壓器電路外，其他電路都處在封閉狀態，這時LTC6802電流處在最小狀態。
測量模式：通過命令對寄存器CDC位進行設置，可以使LTC6802處在測量模式中，此時，對單體電池的電壓進行正常監視，通過寄存器能判斷其是不是過壓或欠壓。
監視模式：LTC6802只監視處于過壓或欠壓狀態的單體電池，串口通信電路處于封閉狀態；
它廣泛使用于電動車和混合動力汽車、大功率可攜帶設備、備用電源、高壓數據采集系統，本文中主要將其使用在備用電源中，取得良好效果。
硬件系統的設計
在圖2中，LTC6802鏈式電路可以測量多節（12節或更多）鋰離子電池電芯值，通過這些電壓或溫度值，可以判斷電池是過充、過放還是過溫。STM32F103主控芯片通過自帶動SpI總線模塊從LTC6802中讀取所需要的值，利用充放電控制單元對鋰離子電池包進行保護，同時也可以在LCD人機界面上顯示。
圖2硬件系統框圖
STM32F103控制單元
該款單片機是基于Cortex-M3內核設計的ARM芯片，內部集成SpI總線模塊、USB模塊、16路ADC采樣等等外設。其時鐘頻率最大可以達到72MHz，這樣的頻率可以滿足大部分場合的需要。內置512KB的高速存儲器以及64KB的SRAM，豐富的加強I/O端口和連接到ApB總線的外設均使得STM32F103成為一款非常優秀的單片機。
這些豐富的外設資源，使得STM32F103系列單片機適合于多種場合：
①電機驅動和使用控制；
②醫療和手持設備；
③pC外設和GpS平臺；
④工業使用：可編程控制器、變頻器、打印機和掃描儀；
⑤警報系統、視頻系統、備用電池系統等等。
在本系統中，STM32F103單片機主要使用在電池管理系統中，也就是備用電源。STM32F103通過自身的SpI外設來設置LTC6802工作方式，通過LTC6802讀取電池包電芯電壓值、電芯溫度值，以及設置電池過壓、欠壓和過溫等報警標志，并利用這些獲得的值對電池進行充放電管理，這樣可以達到保護電池的作用。
在硬件系統框圖中，我們可以看到系統模塊有：單片機最小系統、LTC6802鏈式電路、電池均衡電路、電池測溫單元電路、通信電路等。
在該電路中，STM32F103單片機主要負責對LTC6802信息的讀寫，控制均衡電路，也就是充放電控制單元，同時可以測試電池溫度，將這些有用信息在人機界面上面顯示。電路如圖3所示。
圖3STM32F103控制電路
LTC6802鏈式電路
LTC6802鏈式電路在多電池信息測試中有著緊要的作用，我們了解一塊LTC6802芯片只能管理12個單個電池，一般情況下也就是36V左右。在某些時候，可能需要電池電壓遠遠大于36V，這個時候我們就可以利用LTC6802鏈式電路來達到這個要求，如圖4所示。
在圖4中，SpITOp和SpIBOTTOM就是連接頂端LTC6802和底端LTC6802。這樣就可以組成多級LTC6802鏈式電路。
圖4LTC6802鏈式電路
控制均衡電路
均衡電路在電池管理過程發揮著至關緊要的作用，我們所做的一切，都是為了方便管理電池電壓、電量的平衡，均衡電路的作用就在于保持電池電壓的平衡，這樣就保護了電池。電路如圖5所示，這里只給出了部分均衡電路。
圖5均衡電路
電池測溫單元電路
每個芯片都有自己的工作溫度范圍，LTC6802的溫度范圍是
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