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电芯温度采样——NTC选型浅析

2019-05-05 16:06
新能源BMS
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电芯的温度采样电路,大家做的都差不多,通过ADC测量外置的NTC电阻,将电阻值换算成温度值,这样就获得一个接近电芯真实温度的模拟量。其实,很多人认为BMS硬件没有啥技术含量,不过是把集成IC拿过来连连看,作为一个BMS硬件的从业者其实遇到这种情况也很无力,反驳的理由总是那么不怎么充分,甚至心理发虚,但又同时好想把说这种话的人干掉;但现实是,大部分说这种话的人,不是领导就是领导,好吧,我忍了。

其实不用想那么多,想也没有用,把BMS设计好了就行了。就拿温度采样这一块,看起来简单,扎进去是有一些事情要做的。

图片 1温度采样电路示意图

以下浅谈如何选择合适的NTC。

BMS的温度采样精度包括两部分,一是电路本身的采样精度,二是NTC的精度。

在QCT-897中并没没有把NTC单独拿出来讲,但实际里面的采样精度要求是包括NTC这一部分的,而且NTC的精度对整体温度采样精度影响很大;很多主机厂只提出了一个整体的温度精度要求,但我们要知道里面的潜规则,要主动找主机厂问一下NTC是怎么选取的,因为这一块极大可能是别人选型的。

电路本身的采样精度,又包括了上拉电阻精度、ADC精度、参考电压源精度、供电电源精度,这个才是我们电路设计需要关注的问题。

那么,选择什么样子的NTC呢?下图是石冢官网的选型表,我试着介绍里面的两个关键特性参数。

图片 2石冢NTC选型表(来源其官网)

R25阻值

热敏电阻的阻值在日本工业标准JIS C 5602中是这样定义的:在规定的环境温度下,阻体受到检测电流自身发热,而引起的电阻值变化相对于总的检测误差可以忽略不计的检测电功率测得的热敏电阻的直流电阻值。也叫零功率电阻值,R25就对应25℃的环境温度。

它的精度代表此环境温度下的阻值变化范围,从实际应用来看,常用的精度也就是±1%,很少见到更高的精度。

R25阻值常见的有10K、47K、100K,基本上见到的大部分是10K的,其他的比较少,现实中都是这样选取的;可是如果我们自己来选取的话,我要选取哪一种阻值呢?

其实这就要看我们想要NTC处于多大的阻值范围了。在-40℃~125℃里,不同阻值的R25,它对应的阻值范围也是不同的;简单说就是,R25越大,它在其他温度点的阻值也就越大(参照下图)。

图片3 石冢KT系列RT表(来源其官网)

R25不是越大越好,一种可能的影响参照下图,如果ADC内阻不大的话,阻值在低温时可能会与NTC的阻值接近,这样就会影响温度的采样精度了。

图片4 内阻偏小可能会造成采样偏差

B值

B值是用来表示NTC对温度变化敏感度的物理量,即阻值的变化率。

参照下图,B值大,阻值的变化率也大,对温度的变化也就越敏感。

图片5 B值大小的区别示意

B值的计算方法是拿两个温度点作为参考点,一般厂家是25℃和85℃,也标记为B25/85,它的计算公式如下。

在现实使用中,接触到的很多NTC的 B值是3435±1%,大家可以作为一个参考值去选型;另外B值越大,R25也越大,二者之间很难灵活匹配。

总结

大家在电路设计时,会有一个期望的电阻范围;在这个范围内,温度点尽量要分散,两个温度点之间的阻值距离要大,这样我们可以用来分辨的准确度就会提高。所以可以根据R25和B值(即RT表),来锁定我们想要的NTC的型号。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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