電池管理系統的溫度測量

高壓、多節電池串聯組成的電池組主要用于電動車、混合動力車、電動自行車、電動工具等設備。由于它們的高能量密度，鋰電池得到了廣泛使用。這些高能量電池包需要一個良好的電池管理系統，用于測試多節電池的電壓以及電池溫度。如果沒有這個監控功能，系統可能發生溫度失控，導致電池爆炸。

電池組的數據采集IC用于測量多節電池的電壓（通常為12節），但它們最多掃描、測量兩個溫度點。本文解析了一種低功耗電路，可測量最多達12個熱敏電阻的溫度。它對復用器供電并進行配置，沒有溫度測量的情況下，復用器進入關斷模式以節省功耗。

圖1所示低功耗電路對電池組內部的每節電池進行掃描和測量，兩片MAX382復用器將12個熱敏電阻切換到數據采集芯片的輸入端（如MAX11068或MAX17830），每次采集2個熱敏電阻的數值，共6組。數據采集IC提供熱敏電阻偏壓，并對復用器供電且控制它們的開關和使能/禁止。

圖1.利用兩片MAX382復用器，數據采集IC可監測多點溫度。圖中，100pF電容與熱敏電阻并聯，濾除噪聲。

熱敏電阻的偏壓由數據采集IC的‘熱電源’輸出（THRM）提供，這種配置有助于節省功耗，因為禁止輔助輸入終止掃描時，內部開關禁止THRM。留意，無需測量外部溫度傳感器時，應當禁用/關斷（不掃描）外部輸入。將THRM連接到復用器的使能輸入，無需溫度測量時，將復用器置于關斷模式以節省功耗。不對輔助輸入掃描時，兩個復用器僅從VAA消耗0.56μA電流。THRM僅在輔助輸入掃描時在非常短的時間內使能復用器（即當需要溫度測量時）。數據采集芯片的GpIO（通用輸入/輸出）口在12個熱敏電阻間切換輔助輸入。

THRM、AUXIN1和AUXIN2波形圖（圖2）給出了惟有THRM使能條件下的最大采集時間（約莫700μs），最大時間僅用于說明。實際采集的建立時間由軟件編程設定，應使AUXIN_端的電容有足夠的建立時間。

圖2.圖中波形顯示惟有當系統啟動一次輸入通道掃描時，THRM、AUXIN1和AUXIN2才使能。

利用圖1電路和偽碼（表2），讀取不同溫度下的ADC輸出。表1給出了數據采集IC在帶有/不帶復用器時的輸出對比，并列示了百分比誤差。

誤差（%）=［（帶有復用器時的ADC輸出）-（不帶復用器時的ADC輸出）］/4096×100（其中4096是十進制滿量程ADC值）。復用器導通電阻引入誤差，為保持最小的導通電阻，一般使用阻值相對較高（高溫下）的熱敏電阻（村田熱敏電阻100KΩ，NXFT15WF104FA2B050）。

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