正如《下一代電池監控器：如何在提高精度和延長(cháng)運行時(shí)間的同時(shí)提高電池的安全性》這篇文章所提到的，精確監控電池電壓、電流和溫度有助于確保適用于包括真空吸塵器、電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)等大眾消費品的系統安全運行。在本文中，我們將更深入地研究鋰電池的溫度監控，包括系統安全運行的正確配置。
當鋰電池在超出電池制造商規定的溫度范圍工作時(shí)，有發(fā)生熱失控的風(fēng)險，最終可能導致起火或爆炸。因此，為確保系統安全并符合各種標準要求，每當電池溫度超出指定溫度范圍時(shí)，必須禁用電池。但是，了解何時(shí)禁用電池取決于電池監控器和保護器溫度測量子系統的準確性，這對于確保系統安全運行至關(guān)重要。
德州儀器電池監控器和保護器系列的最新產(chǎn)品BQ76942（3個(gè)電池串聯(lián)[3S]，高達10S）和BQ76952（高達3S至16S），集成了16位/ 24位Δ-Σ模數轉換器（ADC），在各種電壓測量之間進(jìn)行多路復用，包括測量?jì)炔啃酒瑴囟群屯獠繜崦綦娮琛?/font>
BQ76942 (10S)和BQ76952 (16S) 包含一個(gè)基于 ADC 使用其內部基準測量ΔVBE 電壓的內部芯片溫度測量。該電壓被轉換為溫度讀數，可通過(guò)串行通信接口讀取。
兩款電池監控器均支持使用多達9個(gè)器件引腳上的外部熱敏電阻進(jìn)行溫度測量，這可以讓系統設計人員更靈活地選擇在電池組中何處測量溫度�？芍付▎为毜臒崦綦娮铚y量值和內部芯片溫度讀數，以用作電池溫度、場(chǎng)效應晶體管（FET）溫度或兩者均不使用。
保護子系統使用指定為電池溫度的測量值來(lái)識別充電中的電池溫度過(guò)高/過(guò)低或放電中溫度過(guò)高/過(guò)低的情況，以及確定是否允許電池平衡。指定FET溫度的熱敏電阻用于識別FET過(guò)熱。任何啟用但未指定用于電池或FET溫度的熱敏電阻都將用于溫度報告，但不會(huì )被保護子系統使用。
內部芯片溫度還決定是否允許電池平衡，以及是否應將器件置于關(guān)閉狀態(tài)，以避免在超出其指定工作溫度范圍時(shí)出現錯誤運行。
熱敏電阻是在連接到與REG18（~1.8V）低壓差穩壓器相連的內部上拉電阻時(shí)進(jìn)行測量，如圖1所示。
圖1：使用外部熱敏電阻進(jìn)行溫度測量
在運行期間，該器件使用可編程為18kΩ或180kΩ的內部上拉電阻，一次自動(dòng)偏置一個(gè)熱敏電阻。上拉電阻器在出廠(chǎng)調試期間進(jìn)行測量，其值以數字方式存儲在器件中，用于溫度計算。
電壓ADC以REG18電壓為基準，按比例測量熱敏電阻引腳電壓。每個(gè)熱敏電阻上的電壓每隔一到三個(gè)測量循環(huán)測量一次。原始ADC計數值可通過(guò)DASTATUS6()子命令獲得。在正常模式下，器件每隔250ms將這些測量值轉換為溫度；在睡眠模式下，器件每隔一次測量將這些測量值轉換為溫度。
BQ76942 和 BQ76952采用基于A(yíng)DC測量的五階多項式來(lái)計算溫度。這些器件包括用于以下各項的默認多項式系數：
使用18kΩ上拉電阻的Semitec 103-AT熱敏電阻（25°C時(shí)10kΩ，B25/85 = 3,435 k）。
使用180kΩ上拉電阻的Semitec 204AP-2熱敏電阻（25°C時(shí)200kΩ，B25/85 = 4,470 k）。
為與其他熱敏電阻配合使用而優(yōu)化的自定義系數也可寫(xiě)入寄存器或一次性可編程存儲器中
每個(gè)啟用的熱敏電阻計算的溫度以0.1°K為單位，可通過(guò)使用串行通信接口進(jìn)行讀取。
結論
BQ76942 和BQ76952電池監控器和保護器包含一個(gè)高性能的測量子系統。該子系統集成了一個(gè)內部芯片溫度測量，并支持多達9個(gè)用于電池或FET溫度測量的外部熱敏電阻。這些器件可用于諸如電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)等各類(lèi)應用，以通過(guò)監控電池溫度并在情況變得危險時(shí)禁用電池組來(lái)確保系統安全。 |
