动力电池系统介绍（十一）

上一章节说到的采样芯片可以对电压和温度进行采样，电压采样已经介绍过了，这次就简单讲讲温度采样。

温度采样一般使用负温度系数（NTC：Ne‎gative‎Temper‎ature Coeffi‎cient）的热敏电阻。负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小，整体呈现一个对数函数的阻值变化。所以在一定温度区间内，NTC对于温度变化感应十分灵敏。

在LTC6811温度采样电路中，选取的是25°C时10k的NTC；VREF2为温度传感器供电；偏置电阻的选择与NTC值相一致，因此电路将在25°C时提供1.5V（VREF2为3V标称值）。如图所示，在典型电池温度范围内，整体电路响应约为–1%/°C。

LTC6811有5个GPIO引脚，可用作ADC输入。在需要测量五个以上信号的应用中，可以使用多路复用器（MUX）电路将模拟测量扩展到十六个不同的信号（电路如下图）。

RT表即为平常所说的NTC热敏电阻温度传感器RT关系表，主要反映NTC在不同温度所对应的不同电阻值，其正确的参数在软件开发中有非常重要的作用。标准的RT表一般包括几个主要参数：①标称阻值R;②热敏指数B;③±范围内允许的公差阻值。 本表为阻值25℃@10K B值=4000K NTC R/T表，标称阻值在25℃时为10kΩ，B值为4000k，允许偏差精度为±1%，详细参数见下表。 通过NTC规格书中的R-T对照表，查表获得（图片来源于网络）：

直观，但精度偏低，适用于估算。（图片截取自LTC6811芯片手册F55）

NTC热敏电阻温度计算公式：Rt=REXP[B(1/T2-1/T1)]； 其中，Rt是热敏电阻在T1温度下的阻值；R为热敏电阻在常温T2下的标称阻值，T1、T2均指的是开尔文温度。如10K的热敏电阻25℃时的值为10K（即R=10K），T2=（25+173.25）K。 B为热敏电阻的热敏指数。 将公示换算一下，可知：T2=1/[ln(Rt/R)/B+1/T1]。 电池工作的温度一般在5℃-50℃/55℃之间，如果使用公式计算的话一般在25±25℃范围内的计算值较精确，基本能涵盖电池工作的温度，并且适合采样芯片进行模数转换计算，所以在实际应用中常常使用这种方法。 待以上的参数都确定后，只要把传感器的模拟信号转换成数字信号（阻值），再通过公式计算便可得到此时的温度值（软件层面通常会采取一些方法对温度进行修正，增加采样的准确性）。

动力电池系统的电流通常在-400A~+400A之间，个别特殊需求可能超过这个范围。在测量范围内，需要满足客户需求和相关法规要求。

上一章节有提及过，在GB/T 38661-2020 《电动汽车用电池管理系统技术条件》中，对电流精度相关要求如下：

采样周期一般越快越好，正常要求不大于10ms~20ms。

部分动力电池被要求电池系统总压和母线电流实现采集的同步性，即采样时间间隔不大于1ms。

电流采样方案一般可以分为分流器采样和开环霍尔传感器采样。这两种方案是当前动力电池系统最常用的两种方案。混合动力和纯电动乘用车常用分流器方案，商用车动力电池系统还较为常用开环霍尔方案。 关于这两种方案，可以参考这篇文章：链接: 动力电池系统电流采集方案│HALL选型及设计要点，对此就不再赘述了。

电压、电流、温度作为动力电池管理过程中的重要参数，其采样精度直接影响到SOC的精度、电池系统的保护等，间接影响到车辆的续航里程和用户体验，因此可以说采样功能是电池系统管理的基础。 近两个章节简单地介绍了电池管理系统相关的采样原理，涉及内容相对比较专业，如有错误，还请指正！这是2023年的第一篇博文，希望在这一年里也要坚持写作，与君共勉！