随着全球传统能源日趋紧张，生态环境日益恶化，新能源汽车的开发与应用已成为各国汽车行业关注与探索的焦点[1]。目前，新能源汽车以纯电动汽车为代表，而动力锂电池组作为纯电动汽车能源的关键部件[2-3]，占整车成本的1/3以上。为了保障锂电池组能够长期稳定地工作，必须实时准确地采集和监控单体电池状态参数[4-6]，如电压和温度等。本文以采集串联的16节三元锂电池为例，分析Bq76PL455在电池采集系统中的设计与应用。

1 系统组成与工作原理

1.1 系统组成

本文设计的电池采集系统能够实现16节三元锂动力电池的在线监测。该系统主要包括以Bq76-PL455为核心的电池电压采集和均衡部分，以及以MC9S12XEQ512为核心的温度采集、UART通信和CAN通信部分。

Bq76PL455是TI推出的一款集成式16节电池监测和保护芯片，每个芯片可以监测和均衡6至16节电池。该芯片具有内部基准的14位高性能ADC(模数转换器)，而且16节电芯的总转换标称时间为 2.4 ms，还具有内部精密基准源，以及集成保护器为过压和欠压比较器提供独立的参考源，并可以编程设定单体电压值。同时，该芯片具有最高1 Mb/s可堆叠隔离差分UART(高速通用异步收发器)，最多可将16个Bq76PL455芯片串联在一起，通过一个UART接口与微控制器通讯,该性能经过验证，符合BCI(大电流注入)标准[7]，该电容隔离型通讯电路可以有效抑制共模噪声。

另外，该芯片还具有直接驱动外部N-FET的引脚，进而可以控制与MOFET串联的功率电阻进行多余电量的消耗，实现被动均衡。此均衡功能的开启与关闭，在一定时间内可以由程序设定。而且该芯片供电的所有电压可以由与其串联的电池组提供。

MC9S12XEQ512是NXP公司的一款高性能汽车级的微控制器(MCU)。该芯片是以S12X为内核的16位MCU，具有50 MHz总线频率，512 kB的Flash, 4路CAN总线接口，2路SCI串行接口，8通道的12位ADC，7路PWM输出和8通道24位周期性的中断定时器。与此同时再加一个CAN收发器芯片(TJA1050)，简化了CAN总线的设计[8]。这些功能满足三元锂电池采集系统的需求。

1.2 工作原理

MC9S12XEQ512通过UART通信方式控制Bq76PL455读取采集16节串联的单体电池电压，电池的温度是由MC9S12XEQ512采集安装在电池上的温度传感器(NTC热敏电阻)而获取。根据读取到的单体电池电压和温度来执行16节电池的均衡任务，均衡的开启与关闭是由MC9S12XEQ512设置Bq76PL455相应的寄存器实现。整个采集系统以MC9S12XEQ512内核时钟为基准，进行实时的单体电池电压采集、CAN通信任务的处理以及故障的判断和存储。结合上述分析，设计出Bq76PL455的电压采集系统工作原理图，如图1所示。

图1 Bq76PL455的电压采集系统工作原理图

2 Bq76PL455的应用设计

2.1 硬件设计

中国天然气管网大型干线和支干线工程主要由三大石油公司投资建设，区域内支线主要由三大石油公司和地方资本投资建设，仅中国石油的建设投资就超过全国天然气管网总投资的70%。各主体以市场为导向，按线建设管道，自行管理运营。受管网发达程度影响，在管道具体管理模式上有所不同，存在一线一管、一区一管，或多主体共存的一区多管。

6月12日，《北京市餐饮业就餐区和后厨环境卫生规范》正式发布。该规范分为五个部分33条70余款，适用于北京市所有餐饮业态，包括饭庄、酒家、酒楼、餐馆（含饭店、宾馆、酒店对外经营的餐厅）的就餐环境及后厨环境卫生相关标准及要求。规范对就餐区环境、就餐卫生方面、餐饮企业菜单、后厨等均进行了规定。

参考文献：

[5] 徐刚,陈海燕,龚敏明.一种基于聚类算法的梯次利用电池串联成组方法[J].电气应用,2017,36(1):37-41.

首先，企业应该强化全体员工的内控意识，做好内部控制培训、宣传工作，树立整个企业的内部控制思想。然后，企业可以通过外包的方式，聘用有资质的中介机构量身打造一套健全合理的内部控制制度。之后，将内部控制制度在企业的所有环节、所有部门贯彻执行。

  

图2 Bq76PL455的电压采集系统功能框图

2.2 软件设计

Bq76PL455在电池采集系统的软件设计中，最重要的桥梁是UART通信。只有确保MC9S12XEQ512与Bq76PL455的通信稳定，才能进行实时的电压采集和对均衡电路的控制。本文软件代码是针对Bq76PL455单端通信方式而设计。根据MC9S12XEQ512对Bq76PL455的寄存器地址的读写操作，能够绘画出该系统单体电池电压采集的软件流程图，如图3所示。首先进行系统时钟、UART和ADC等初始化，然后对Bq76PL455的相关参数进行配置，最后进入循环采集各单体电池电压的数据和处理阶段。

  

图3 单体电池电压采集的软件流程图

下面对电池采集系统中电压采集的3个基本函数(UART初始化函数、Bq76PL455写寄存器函数和Bq76PL455电压采集函数)进行说明。

1) UART初始化函数。UART的初始化，需要对串口相关的寄存器进行配置，启用内部串口模块，配置系统时钟，并以系统时钟为基准，通过计算得到串口波特率，最后启动串口的接收和发送命令。

2) Bq76PL455写寄存器函数。它是以Bq76PL455写框架函数为平台，通过对设备的ID、寄存器的地址、寄存器值、寄存器长度和寄存器类型这些参数的配置，完成MCU对Bq76PL455寄存器的写操作。在进行Bq76PL455寄存器的写操作时，寄存器类型需要谨慎选择，否则将影响Bq76PL455的操作应答。

在地方，倡导儒学教育与传授、诵读儒家经传最有力者，当属范宣、范宁。在范宣隐居讲学中，居江州之半的豫章郡中“讽诵之声，有若齐、鲁”[2](P2360)。太元年间，范宁为豫章太守时，“在郡立乡校，教授恒数百人。由是江州人士并好经学，化二范之风也”[2](P2360)。由于他俩极力倡导儒学,试图振兴有别于魏晋玄学化经学的传统经学，使玄学风气没能在江州盛行，儒学及其儒家经传的传播，则在东晋时的江州地区进入了一个新的时期——上承汉末经学而下启南朝儒学。

3) Bq76PL455电压采集函数。它是通过Bq76PL455写寄存器函数对单体电池电压读取命令的操作，完成MCU对Bq76PL455采集命令的发送，由于接收数据是由串口接收中断完成的，因此可以采用判断标志位的方式，确保接收完整的16节单体电池电压数据。

为了保证每个电池采集入口在热插拔或其他异常条件下不损坏Bq76PL455，必须在每个电池采集输入引脚之间并联一个齐纳二极管(此处选用6.2 V齐纳二极管)，它可以在热插拔期间为浪涌电流提供一条路径。同时，每个电池采集输入口均需串联一个RC过滤器组件，该组件不仅要靠近保护的芯片，而且必须将电容调整到最佳位置。

MC9S12XEQ512通过对以上基本函数的调用，能够完成对Bq76PL455的系统化操作。实际测试一组工作中的三元锂电池的单体电池电压实测值与MCU采集计算值进行对比，如图4所示，其中系列1是六位半实测单体电压值，系列2是MCU采集计算单体电压值，由图可知，MCU采集计算电压的最大误差值是3 mV,满足实际应用状态参数测量精度要求[10]。

  

图4 单体电池电压实测值与MCU采集计算值对比

3 结束语

本文介绍了Bq76PL455在电池采集系统中的应用设计。经过实际装车测试，该电池采集系统与其上一级控制系统配合工作，整套系统工作稳定可靠。以此为基础，根据各项目的具体任务，合理搭建硬件电路，灵活操作Bq76PL455的各个寄存器，可以满足大部分客户的需求。

但以上处理还不能满足各种超低滤波器截止频率的应用，此时就需要在每个电池采集入口线之间并联差分电容(以提高抗混叠性能)，以便提供大部分的AFE输入滤波。同时，在电芯输出和采集输入的串联电阻之间加入与电芯输入串联的低值电感,并且电感与电容之间必须互相靠近。在每个电芯输入与采集系统的地线之间并联一个3 300 pF(参考值)的电容(该电容取值需根据实际应用进行修正)。从而提高Bq76PL455在电气环境苛刻的汽车应用中的EMC性能[9]。

[4] 杨书华,邹鹏,石文荣,等.锂离子电池管理系统研究[J].电源技术,2015,39(12): 2593-2594,2724.

[2] 曹红.FDG6113EVG纯电动客车动力性提升[D].西安：长安大学，2015.

[3] 康燕琼.纯电动汽车锂电池组健康状态(SOH)的估计研究[D].北京：北京交通大学，2015.

首先利用探索性因子分析来考察样本1中村民文化适应变量结构多维度的可能性，在此基础上利用验证性因子分析对样本2中村民文化适应结构变量的维度是否真实存在作出评判。

[1] 陈柳钦.新能源汽车发展提速有赖政策支持[J].产权导刊，2013，18(11):15-17.

电压采集和均衡功能以Bq76PL455为核心，电池单体测量最大电压5.5 V，既可以采用菊花链式进行串联该芯片，又可以采用单端通信方式进行并联该芯片，以便实现更多电池的采集。

每串电池都并联一个通过MOSFET串联的均衡电阻，以便在充电模式下，MCU通过读取单体电池的电压，控制MOSFET的导通和关断，防止单体电池过度充电。Bq76PL455通过ISO7242进行动力电池与MCU的电气隔离，Bq76PL455与MC9S12XEQ512通过UART接口进行通讯。以Bq76PL455为核心的电压采集系统功能框图如图2所示。

[6] 杨亭亭,曾洁,徐升荣,等.动力电池组的单体电池电压巡回取样电路设计[J].变频器世界, 2017，21(4)：53-56.

[15]Jeff Larson, et al., “How We Analyzed the COMPAS Recidivism Algorithm”, May. 23, 2016, https://www.propublica.org/article/how-we-analyzed-the-compas-recidivism-algorithm.

[7] Road vehicles-component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy-Part 4: Harness excitation methods: ISO 11452-4:2011 [S/OL]. [2017-12-13]. https:∥www.iso.org/standard/54500.html.

[8] 何立仁,王义,刘桥.无触点开关控制的CAN总线汽车灯光系统设计[J].自动化信息,2013,14(1):35-37.

(2)从单一参数探测功能向多参数探测功能方向发展。目前具有多种单一探测功能的激光雷达技术，利用理论模型将多种技术进行有机融合，是降低探测成本和提高探测效率的有效途径。

口头致歉就是用言语表示出自己的歉意，亲自当面用话语致歉。例如：孩子如果没有按照与母亲预定的时间回家，进门就会对其母亲说“抱歉，今天我回来晚了”之类的话语，这就是用口头语言进行致歉的一种方式。

[9] 敖开发.EMC在电路设计中的应用[J].科技创新月刊，2014，27(5):158-160.

[10] 全国汽车标准化技术委员会.电动汽车用电池管理系统技术条件: QC/T 897-2011[S].北京：中国计划出版社，2012:2.