电池管理系统(Battery Management System,BMS)被应用于保护汽车电池在其温度、电压和电流工作范围外工作。此外,它还监视充电状态(SOC,State of Charge)、健康状态(SOH,State of Health)和电源状态(SOP,State of Power)。根据这些条件,BMS利用热敏电阻进行温度监测,辅助其采取行动,通过关闭系统、实现电池平衡或馈入冷却控制系统来保护系统。
汽车电池的化学特性与温度相关,若长时间在其热范围以外工作,则可能导致汽车电池使用寿命缩短、性能降低。不同的电池技术具有独特的充放电特性,且均受温度影响。而放电温度范围通常比充电温度范围宽,若汽车电池充电过快可能会导致寿命缩短。此外,长时间暴露在高温下可能导致电池退化,并可能导致热奔(thermal runway)现象及爆炸。而低温会增加电池的电阻,导致充电容量大幅下降。
为避免上述问题的发生,BMS设计者都会选择在电池管理系统中置入NTC热敏电阻,起到温度监测以及温度保护的作用。广东爱晟电子科技有限公司生产的耐高温NTC热敏电阻,具有一致性良好、精度高、结构简单等特点,在电池管理系统中得到了广泛的应用。BMS设计者通常采用分压器偏置NTC热敏电阻,而后热敏电阻的电压读数由微控制器(MCU,Micro-programmed Control Unit)或微处理器(MPU,Micro Processor Unit)转换为温度读数,以主动监控电池单元,它也可以用作开关,打开或关闭冷却系统。
需要注意的是,在为BMS设计热敏电阻温度监测电路时,设计者必须考虑热敏电阻的公差、偏置电阻的温度漂移以及模拟数字转换器(ADC,Analog to Digital Converter)的分辨率误差,因为这些误差会极大地影响热敏电阻的输出,关系到系统安全性。采用耐高温NTC热敏电阻,可以更好地方便电池管理系统对电池组进行实时监测以及故障判断,有效地防止电池出现过载的工作情况。
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