CN103234655A - 一种采用热敏电阻的bms温度检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用热敏电阻的BMS温度检测电路，包括若干个热敏电阻N1-Nn及信号采集单元、供电单元，还包括一端并联设置的开关阵列S1-Sn、S1＇-S3＇，该并联端通过分压电阻与供电单元连接，同时与信号采集单元输入端连接；所述开关S1-Sn另一端与热敏电阻N1-Nn分别串联,开关S3＇、S2＇另一端分别串联限流电阻；开关S1＇另一端与供电单元输出端连接。本发明所述BMS温度检测电路，自动诊断系统各部分的工作是否出现异常，增加了系统的可靠性，通过温度测量逻辑软件提供温度传感器一致性在线诊断方法，方便系统能够对温度传感器进行自动化筛选和故障诊断。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量，特别涉及一种采用热敏电阻的BMS温度检测电路。
背景技术
目前动力电池或储能电池系统进行温度采集主要采用数字式温度传感器。数字式温度传感器虽然数据采集准确、控制更加简单，但是需要连线较多、连线复杂、成本更高。NTC传感器由于结构简单、价格低廉、连线简单而被广泛采用。目前的NTC测温技术，硬件电路设计和软件设计方面均只停留在温度的测量技术上，而在系统可靠性和智能化方面比较欠缺，特别是在电池管理系统上的应用，更是缺乏硬件电路和软件设计的自诊断功能，对硬件电路实际工作状态不能实现在线监控，不能满足现代工业的智能化应用需求，存在误报温度故障的可能性。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种采用热敏电阻的BMS温度检测电路。
本发明采用的技术方案是：
一种采用热敏电阻的BMS温度检测电路，包括若干个热敏电阻N1-Nn及信号采集单元、供电单元，还包括一端并联设置的开关阵列S1-Sn、S1＇-S3＇，该并联端通过分压电阻与供电单元连接，同时与信号采集单元输入端连接；所述开关S1-Sn另一端与热敏电阻N1-Nn分别串联, 开关S3＇、S2＇另一端分别串联限流电阻；开关S1＇另一端与供电单元输出端连接。
优选的，所述供电单元包括电源IC1和连接在其输出端的电压跟随器OP1。
优选的，所述信号采集单元包括A/D转换器和连接在其输入端的电压跟随器OP2；
进一步优选的，所述电压跟随器OP2输入端与并联开关阵列之间还接有电阻R4, 电压跟随器OP2输入端与电阻R4之间的结点连接一个接地电容C1。
具体的，所述的BMS温度检测电路的自检方法，包括以下步骤：
（1）闭合开关S1＇, 信号采集单元读取输入端电压值，与预存的理论值比较，判断由供电单元和信号采集单元组成的系统回路是否正常工作；
（2）分别闭合开关S1＇和 S2＇、 S1＇和 S3＇， 信号采集单元读取输入端电压值，分别和理论值比较，从而判断开关阵列是否正常工作；
（3）把所述的BMS温度检测电路放置在恒温环境箱中，启动温度测量逻辑软件，分别闭合每路开关Sn并采集电压信号与预设值进行比较，从而判断各个热敏电阻的准确性和各热敏电阻的一致性；
（4）改变恒温环境箱的温度，重复步骤（3）的过程，判断所述BMS温度检测电路的稳定性。
本发明的有益效果有：
（1）本发明所述的BMS温度检测电路，利用热敏电阻作为传感器进行温度检测，可扩展为更多检测点数，只需把热敏电阻与开关阵列和地相连即可，扩展更加方便、简单；
（2）本发明所述的BMS温度检测电路，通过温度测量逻辑软件和开关S1＇、S2＇、S3＇，可以在线自动诊断系统各部分的工作是否出现异常，增加了系统的可靠性，丰富了系统智能化要求；
（3）本发明所述的BMS温度检测电路，通过温度测量逻辑软件可以提供温度传感器一致性在线诊断方法，方便系统能够对温度传感器进行自动化筛选和故障诊断。
附图说明
图1是本发明所述的采用热敏电阻的BMS温度检测电路的结构原理图。
具体实施方式
为方便本领域的技术人员了解本发明的技术内容，下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明所揭示的采用热敏电阻的BMS温度检测电路，包括若干个热敏电阻构成的传感器N1-Nn、由电源IC1和连接在其输出端的电压跟随器OP1构成的供电单元，及A/D转换器和连接在其输入端的电压跟随器OP2构成的信号采集单元，还包括一端并联设置的开关阵列S1-Sn、S1＇-S3＇，该并联端通过分压电阻与供电单元连接，同时与信号采集单元输入端连接；所述开关S1-Sn另一端与热敏电阻N1-Nn分别串联, 开关S3＇、S2＇另一端分别串联限流电阻；开关S1＇另一端与供电单元输出端连接。所述电压跟随器OP2输入端与并联开关阵列之间还接有电阻R4, 电压跟随器OP2输入端与电阻R4之间的结点连接一个接地电容C1。
电源IC1芯片产生参考电压Vref,经过电压跟随器OP1后产生跟随电压U，经电阻R1和被测传感器进行分压得到被测传感器的电压为U1，如图1中标注所示。U1作为信号分压反馈至电压跟随器OP2，OP2的输出电压和U1相等，U1输出给信号转换器A/D，完成A/D转换。根据AD值、电压U和电阻R1的阻值可以计算出此时热敏电阻的阻值。由上述可知，已知AD值，即可推算出U1，根据电压分配率得：
RNTC=U1*R1/(U-U1)
然后根据热敏电阻阻值和温度的关系表，计算得到该传感器检测的温度值。
闭合开关S1＇，把R1短路，使U=U1=Vref,通过读取AD值和系统理论设计值比较，可以判断电源IC1、电压跟随器OP1、电压跟随器OP2、A/D转换器此部分连接回路是否能正常工作。分别闭合S1＇和S2＇, S1＇和S3＇，读取的AD值分别和系统理论设计值比较，从而可以判断开关阵列是否正常工作。
热敏电阻本身存在较大误差时，由于热敏电阻受到本身特性、环境、二次封装工艺等因素的影响，可能会存在实际应用中传感器出现不一致的情况，造成温度检测误差偏大。因此在生产环节和系统在线运行阶段均有必要对传感器精度进行在线诊断。生产时，可以将温度传感器和检测电路放在一定温度条件下（通常为温度可调的环境箱），由温度测量逻辑软件判断此时测量的温度误差是否过大，如果存在温差过大的情况，则认为温度传感器存在不一致的情况。通过把此测温系统放置在恒温环境箱中，启动温度测量逻辑软件，分别闭合每路开关Sn，从而可以判断每个传感器的准确性和所有传感器的一致性。
改变的环境箱的温度，从而判断测温系统的稳定性。同理，在实际产品运行，可以由维护人员设定一定条件，启动系统温度测量逻辑软件，对温度传感器的一致性进行在线判断分析，这样可以提高维修人员的效率。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种采用热敏电阻的BMS温度检测电路，包括若干个热敏电阻N1-Nn及信号采集单元、供电单元，其特征在于：还包括一端并联设置的开关阵列S1-Sn、S1＇-S3＇，该并联端通过分压电阻与供电单元连接，同时与信号采集单元输入端连接；所述开关S1-Sn另一端与热敏电阻N1-Nn分别串联, 开关S3＇、S2＇另一端分别串联限流电阻；开关S1＇另一端与供电单元输出端连接。
2.根据权利要求1所述的采用热敏电阻的BMS温度检测电路，其特征在于：所述供电单元包括电源IC1和连接在其输出端的电压跟随器OP1。
3.根据权利要求2所述的采用热敏电阻的BMS温度检测电路，其特征在于：所述信号采集单元包括A/D转换器和连接在其输入端的电压跟随器OP2；
所述电压跟随器OP2输入端与并联开关阵列之间还接有电阻R4, 电压跟随器OP2输入端与电阻R4之间的结点连接一个接地电容C1。
4.如权利1-3中任意一项所述的BMS温度检测电路的自检方法，包括以下步骤：
（1）闭合开关S1＇, 信号采集单元读取输入端电压值，与预存的理论值比较，判断由供电单元和信号采集单元组成的系统回路是否正常工作；
（2）分别闭合开关S1＇和 S2＇、 S1＇和 S3＇， 信号采集单元读取输入端电压值，分别和理论值比较，从而判断开关阵列是否正常工作；
（3）把所述的BMS温度检测电路放置在恒温环境箱中，启动温度测量逻辑软件，分别闭合每路开关Sn并采集电压信号与预设值进行比较，从而判断各个热敏电阻的准确性和各热敏电阻的一致性；
（4）改变恒温环境箱的温度，重复步骤（3）的过程，判断所述BMS温度检测电路的稳定性。
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