電池管理系統(Battery Management System,BMS)被應用于保護汽車電池在其溫度、電壓和電流工作范圍外工作。此外,它還監視充電狀態(SOC,State of Charge)、健康狀態(SOH,State of Health)和電源狀態(SOP,State of Power)。根據這些條件,BMS利用熱敏電阻進行溫度監測,輔助其采取行動,通過關閉系統、實現電池平衡或饋入冷卻控制系統來保護系統。
汽車電池的化學特性與溫度相關,若長時間在其熱范圍以外工作,則可能導致汽車電池使用壽命縮短、性能降低。不同的電池技術具有獨特的充放電特性,且均受溫度影響。而放電溫度范圍通常比充電溫度范圍寬,若汽車電池充電過快可能會導致壽命縮短。此外,長時間暴露在高溫下可能導致電池退化,并可能導致熱奔(thermal runway)現象及爆炸。而低溫會增加電池的電阻,導致充電容量大幅下降。
為避免上述問題的發生,BMS設計者都會選擇在電池管理系統中置入NTC熱敏電阻,起到溫度監測以及溫度保護的作用。廣東愛晟電子科技有限公司生產的耐高溫NTC熱敏電阻,具有一致性良好、精度高、結構簡單等特點,在電池管理系統中得到了廣泛的應用。BMS設計者通常采用分壓器偏置NTC熱敏電阻,而后熱敏電阻的電壓讀數由微控制器(MCU,Micro-programmed Control Unit)或微處理器(MPU,Micro Processor Unit)轉換為溫度讀數,以主動監控電池單元,它也可以用作開關,打開或關閉冷卻系統。
需要注意的是,在為BMS設計熱敏電阻溫度監測電路時,設計者必須考慮熱敏電阻的公差、偏置電阻的溫度漂移以及模擬數字轉換器(ADC,Analog to Digital Converter)的分辨率誤差,因為這些誤差會極大地影響熱敏電阻的輸出,關系到系統安全性。采用耐高溫NTC熱敏電阻,可以更好地方便電池管理系統對電池組進行實時監測以及故障判斷,有效地防止電池出現過載的工作情況。
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