CN111357146A - 温度传感器热接触测试方法和电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于温度传感器(50)与电池模块(30)的电池单体(10)之间的热接触的测试方法，其中，所述方法包括以下步骤：在时间点t1时测量温度传感器(50)的温度T1；在限定时间(t2‑t1)内加热温度传感器(50)；在时间点t2时测量温度传感器(50)的温度T2和/或在时间点t3时测量温度传感器(50)的温度T3；以及基于温度差ΔT2,1＝(T2‑T1)、ΔT3,1＝(T3‑T1)和/或ΔT3,2＝(T3‑T2)中的至少一者来确定温度传感器(50)与电池单体(10)之间的热接触。发明还涉及一种电池模块(30)的用于温度传感器(50)的测试电路(60)，所述测试电路(60)包括：热敏电阻器(61)，具有连接到第一电源电压(65)的第一节点(67)和连接到地(69)的第二节点(68)；开关(63)，连接在热敏电阻器(61)的第一节点(67)与第二电源电压(66)之间；以及模数转换器(64)，与热敏电阻器(61)并联连接。发明还涉及一种用于电池模块(30)的单体监测电路(40)，所述单体监测电路(40)包括：电路载体(45)；根据权利要求1至权利要求10中的任意一项的测试电路(60)；以及温度传感器(50)，表面安装到电路载体(45)并且包括具有热敏电阻器(61)的测量头(51)，热敏电阻器(61)被构造为与电池模块(30)的电池单体(10)热接触。

Description

温度传感器热接触测试方法和电路
技术领域
本发明涉及一种用于测试温度传感器的热接触的测试方法，特别地，电池模块的电池单体和温度传感器的热接触的测试方法。发明还涉及一种用于测试温度传感器的热接触的测试电路，特别地，根据本发明的方法的测试电路。发明还涉及一种单体监测电路，该单体监测电路包括根据发明的测试电路和连接到测试电路的基于热敏电阻器的温度传感器。
背景技术
可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于，可再充电电池或二次电池可以重复地充电和放电，而后者仅提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池被用作用于小型电子装置(诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机)的电源，而高容量可再充电电池被用作用于混合动力车辆等的电源。
通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜；壳体，容纳电极组件；以及电极端子，电连接到电极组件。电解质溶液被注入到壳体中，以使电池能够经由正极、负极和电解质溶液的电化学反应进行充电和放电。壳体的形状(例如，圆柱形或矩形)取决于电池的预期目的。
可再充电电池可以用作由串联和/或并联结合的多个单元电池单体形成的电池模块，以提供例如用于混合动力车辆的马达驱动的高能量密度。也就是说，通过根据所需的功率量使多个单元电池单体的电极端子互连来形成电池模块，以实现例如用于电动车辆的高功率可再充电电池。
电池模块可以被构造为块式设计或模块化设计。在块式设计中，每个电池结合到公共的集流体结构和公共的电池管理系统，并且它们的单元布置在外壳中。在模块化设计中，多个电池单体被连接以形成子模块，并且若干子模块被连接以形成电池模块。于是可以以模块级或子模块级至少部分地实现电池管理功能，因此可以改善可互换性。一个或更多个电池模块被机械地和电气地集成、装配有热管理系统并且被设置成用于与一个或更多个用电设备通信以形成电池系统。
电池系统的机械集成需要(例如，电池子模块的)单独组件在它们之间的适当的机械连接以及与提供用电设备的系统(例如，车辆)的结构的适当的机械连接。这些连接必须被设计成在电池系统的平均使用寿命期间且在用电设备的使用期间提供的应力下保持功能和安全。此外，必须满足安装空间和可互换性要求，特别是在移动应用中。
为了提供电池系统的电气集成，并联连接的多个单体串联连接(XsYp)或者串联连接的多个单体并联连接(XpYs)。其中，串联和/或并联连接的多个单体可以被捆绑到电池子模块。XsYp型模块可以产生高电压，但是每个单体的电压电平必须被单独地控制，因此布线复杂性增加。在XpYs型模块中，并联连接的单体的电压电平是自动地平衡的。因此，可以以单体或子模块级来控制电压，并且布线复杂性降低。对于并联连接的单体或子模块，单体的电容相加，因此XpYs型设计主要与低电容单体一起使用。
为了满足连接到电池系统的各种用电设备的动态功率需求，电池功率输出和充电的静态控制是不够的。因此，需要电池系统与用电设备的控制器之间的信息的稳定交换。该信息包括电池系统的实际荷电状态(SoC)、潜在电气性能、充电能力和内阻以及用电设备的实际的或预测的功率需求或剩余。电池系统通常包括用于处理该信息的电池管理系统(BMS)。
BMS通常结合到一个或更多个用电设备的控制器以及电池系统的每个电池模块。为了通过单个BMS控制多个电池模块，可以使用菊花链设置。在这种设置中，作为主机的BMS为了通信而串联连接到多个电池模块，特别地，连接到相应的电池模块的多个单体监测电路CSC。其中，CSC可以在相应的电池模块的顶部上布置在印刷电路板PCB上。
为了提供对电池系统的热控制，需要热管理系统以通过有效地放出、排放和/或消散从至少一个电池模块的可再充电电池产生的热来安全地使用至少一个电池模块。热管理系统包括用于有效地放出/排放/耗散来自电池单体的热的主动冷却装置和/或被动冷却装置。为了至少控制热管理系统的主动冷却装置，需要用于测量电池单体的实际温度的温度传感器。根据现有技术，通常利用基于热敏电阻器的温度传感器，基于热敏电阻器的温度传感器安装到CSC的电路载体(例如，PCB)并且与电池模块的一个或更多个电池单体热接触。
过去，这种基于热敏电阻器的温度传感器已经通过连接件和布线连接到PCB，在PCB上已经评估了传感器的电阻。然而，因为温度传感器靠近单体且远离CSC放置，所以该方式昂贵且难以制造。
根据现有技术，已经在电池系统的样本模块上示例性地和手动地测试了温度传感器和单体的热耦合。然而，在电池系统的汽车应用中，需要精确的温度测量以符合例如根据ISO26262的ASILB或ASILC的功能安全性的要求。因此，应该针对每个传感器测试温度传感器的热接触，因而需要可靠且自动化的热接触的测试方法。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的是克服或减少现有技术的缺点中的至少一些，并且提供一种电池模块的温度传感器与电池模块的电池单体之间的热耦合的自动测量。
技术方案
根据本发明的一个方面，涉及一种用于温度传感器与电池模块的电池单体之间的热接触的测试方法。其中，发明的测试方法至少包括以下描述的步骤。首先，在时间点t1时，测量温度传感器的温度T1，以确定温度传感器的实际基线温度(参考温度)。接下来，在限定的时间内加热温度传感器和/或以预定量的热加热温度传感器。其中，加热时间可以是预定的，或者可以基于预定量的热来限定。在被加热之后，温度传感器的温度被再次测量。其中，在时间点t2时测量温度T2，时间点t2是在温度传感器的加热之后立即出现的时间点或者是该传感器的加热停止的时间点。可选地，在比时间点t2晚的时间点t3时(即，在该传感器的加热已经停止之后的某个时间)测量温度传感器的温度T3。
根据测试方法，基于温度差ΔT2,1＝(T2-T1)、ΔT3,1＝(T3-T1)或ΔT3,2＝(T3-T2)中的至少一者来确定温度传感器与电池单体之间的热接触(优选地，热接触程度)。其中，明显的是，仅从基于之前实际上已经测量的温度确定的温度差来确定热接触。所确定的热接触的准确度随着所确定的热接触所基于的温度差的数量而增加，因此，优选地使用温度差中的两个或更多个来确定热接触。测试方法允许用于确定电池模块的单体和温度传感器之间的热接触，而不需要额外的传感器或手动测量，并且可以通过利用根据本发明的驱动电路来充分地实施该测试方法并且使该测试方法自动化。
根据本发明的优选实施例，温度传感器包括与电池模块的电池单体热接触的热敏电阻器。优选地，热敏电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻器。可选地，热敏电阻器是PTC热敏电阻器。在温度传感器中使用NTC热敏电阻器允许用于基于热敏电阻器的温度来测量温度传感器的温度，热敏电阻器的温度是基于热敏电阻器的电阻来确定的。其中，可以通过测量响应于施加到热敏电阻器的预定电流而在热敏电阻器上发生的电压降来确定热敏电阻器的电阻。特别优选地，基于热敏电阻器上的电压降测量温度T1、T2和T3。为了测量对应的电压降，优选地例如对应于测试电路的第一电源电压来利用预定的测量电流。使用NTC热敏电阻器还允许用于通过向热敏电阻器施加加热电流(例如，与测试电路的第二电源电压对应的电流)来有效地加热温度传感器。
进一步优选地，温度传感器包括测量头，该测量头(被构造为用于)与电池单体热接触。示例性地，测量头被弹簧式加载在温度传感器的主体中，以使热敏电阻器与电池模块的至少一个电池单体之间能够有充分的机械接触。提供单独的测量头也允许用于使测量头中的热敏电阻器与温度传感器安装在其上的电路载体进一步热解耦。
根据本发明的另一优选实施例，温度传感器的加热步骤包括将加热电流施加到热敏电阻器达预定的时间。优选地，在该实施例中，设定加热电流，使得预定量的热被施加到温度传感器。焦耳加热的功率与ΔV×Iheat成比例，其中，ΔV表示热敏电阻器上的电压降，Iheat表示施加到热敏电阻器的加热电流。优选地，在加热步骤之前，在确定热敏电阻器的实际温度T1时测量热敏电阻器上的电压降。基于此，优选地根据预定量的热来设定加热电流Iheat和用于施加加热电流Iheat的限定时间t2-t1。因此，在测试方法中容易以高精度实现热敏电阻器的精确加热。
根据测试方法，分别基于在时间点t2或t3时的热敏电阻器的精确加热和实际温度T2和/或T3，确定如何有效地将热从温度传感器传递到电池单体上。换句话说，通过精确地确定施加到热敏电阻器的热量以及热敏电阻器的响应于此的实际温度上升和/或衰减来能够确定温度传感器与电池单体之间的热接触。根据测试方法，热接触的确定优选地仅是定性的。特别优选地，发明的方法的结果仅是电池单体与温度传感器之间的热接触是否足以允许用于利用温度传感器对电池单体进行精确的温度测量。
可选地，热接触的优选的确定是定量的。特别优选地，温度响应于在时间t2-t1期间施加到热敏电阻器的预定量的热而从T1到T2的升高和/或温度在时间t3-t2期间从T2到T3的降低和/或温度在时间t3-t1期间从T1到T3的变化可以用于确定与温度传感器和电池单体之间的热接触对应的传热系数τ。其中，可以将时间点t1、t2和t3中的一个或更多个之间的温度的时间进程拟合到基于传热系数τ建模的理论时间进程，以确定实际传热系数τ。优选地并且至少相对于t3-t2期间的温度降低，传热系数τ表示用于根据T(t)＝T(t2)×exp(-(t-t2)/τ)描述温度的时间进程的阻尼常数。
可选地，基于在温度传感器的测试期间(例如，在该传感器的测试架中)确定的至少一个查找表LUT来确定传热系数τ。其中，响应于预定量的热并且针对温度传感器与电池单体之间的给定程度的热接触来确定温度传感器的在时间段t2-t1中的具体温度升高、在时间段t3-t2中的具体冷却和/或在时间段t3-t1中的温度的具体进程。因此，通过使用LUT，在施加预定量的热之后，容易确定针对给定温度对T1和T2、T2和T3和/或T1和T3的热接触程度。
本发明的另一方面涉及一种电池模块的用于温度传感器的测试电路。其中，测试电路至少包括热敏电阻器(优选地，NTC热敏电阻器)，该热敏电阻器具有连接到第一电源电压(例如，VDD1)的第一节点，并且具有连接到地的第二节点。其中，地表示测试电路的实际上可以是非零电压的地电压。测试电路还包括使热敏电阻器的第一节点与第二电源电压(例如，VDD2)互连的开关。其中，第二电源电压优选地比第一电源电压高。测试电路还包括与热敏电阻器(优选地，与热敏电阻器的第一节点和第二节点)并联连接的模数转换器(ADC)。本发明的测试电路使发明的测试方法能够容易地实施，并且容易集成到电池模块的CSC中。
为了执行测试方法，使测试电路的热敏电阻器与待监测的电池模块的至少一个电池单体热接触。换句话说，热敏电阻器是如上面所描述的温度传感器的一部分。在电池模块的正常操作期间，测试电路作为电池模块的热管理系统的一部分来操作。其中，开关被设定为不导电，使得仅第一电源电压被施加到热敏电阻器。ADC测量热敏电阻器上的电压降，并将测量的模拟信号转换为数字输出。由于热敏电阻器的电阻取决于其温度，因此测量的电压降以及由此通过ADC输出的数字信号表示热敏电阻器的温度。为了执行测试方法，基于ADC在时间点t1时的该数字输出来确定热敏电阻器的温度T1。为了确定热敏电阻器(即，温度传感器)与电池单体之间的热接触，测试电路的开关被设定为导电达限定的时间t2-t1，从而也将第二电源电压VDD2施加到热敏电阻器达限定的时间段。因此，在时间段t2-t1期间附加加热电流Iheat被施加到热敏电阻器，并且热敏电阻器因此被加热到温度T2，直到开关在时间点t2时再次被设定为不导电。在时间点t2时，再次经由ADC基于热敏电阻器上的电压降来测量热敏电阻器的温度。至少基于温度差ΔT2,1＝T2-T1和施加到热敏电阻器的预定量的热，确定热敏电阻器与电池单体之间的热接触(优选地，热接触程度)。在优选的实施例中，使热敏电阻器冷却能够达限定时间t3-t2，在此期间开关保持不导电。在该时间段结束时，经由ADC基于热敏电阻器上的电压降来确定热敏电阻器的温度T3。优选地，然后基于温度差ΔT3,1＝T3-T1和ΔT3,2＝T3-T2中的至少一者附加地确定温度传感器与电池单体之间的热接触(优选地，热接触程度)。
根据优选的实施例，测试电路还包括使热敏电阻器的第一节点与第一电源电压互连的电阻器，从而在如上面描述的正常操作期间精确地设定施加到热敏电阻器的电压(即，测试电流)。进一步优选地，测试电路还包括控制单元，控制单元具有连接到开关的第一输出引线和连接到ADC的第一输入引线。换句话说，控制单元被构造为通过经由第一输出引线向开关施加相应的控制信号来在时间点t1时将开关设定为导电并且在时间点t2时将开关设定为不导电。示例性地，开关可以是NPN MOSFET，并且控制单元被构造为在时间段t2-t1期间向MOSFET的栅极施加电压VDD，并且在时间点t1之前且在时间点t2之后向MOSFET的栅极施加电压VSS。可选地，开关是继电器或另一机电开关，并且控制单元被构造为分别在时间t2-t1期间施加用于设定机电开关的信号，在时间点t1之前且在时间点t2之后不导电。
特别优选地，控制单元是被构造为与电池模块一起使用的微处理器监测器电路，并且还被构造为经由至少一个相应的输入来测量电池模块的至少一个单体的电压和/或还被构造为例如经由集成的泄放电阻器使电池模块的电池单体的电压被动地平衡。根据另一优选实施例，控制单元包括被构造为用于提供第一电源电压的第二输出引线和被构造为用于提供第二电源电压的第三输出引线。特别优选地，控制单元是或类似于来自LinearTechnology的被适配和/或编程为装配到测试电路中并且执行测试方法的LTC6811。
本发明的另一方面涉及一种用于电池模块的单体监测电路(CSC)，CSC包括电路载体(例如，印刷电路板PCB、柔性电路载体或基底)，如上面描述的测试电路以及表面安装到电路载体并且包括具有热敏电阻器的测量头的温度传感器。其中，热敏电阻器被构造为与电池模块的电池单体热接触。优选地，温度传感器从电路载体的面朝电池模块的电池单体的表面突出。其中，测量头远离电路载体放置并且与单体热接触。换句话说，平坦的电路载体具有被构造为用于面对电池模块的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面，其中，温度传感器安装在第一主表面上。优选地，温度传感器经由压配安装到第一主表面或焊接到第一主表面。
特别优选地，CSC还包括从电路载体的第一主表面突出的至少一个间隔件(优选地，多个间隔件)。其中，间隔件在第一主表面的法线方向上的高度与温度传感器在该方向上的高度对应。其中，以距电池模块的上侧固定的距离安装电路载体，因此电路载体与单体之间的热接触是可忽略的。优选地，温度传感器与电池单体之间的热接触仅由温度传感器的测量头(具体地，热敏电阻器)提供。特别优选地，测量头被弹簧式加载在温度传感器中，因此被构造为使电路载体与电池单体之间的被至少一个间隔件跨越的间隙桥接。通过弹簧式加载测量头，进一步改善了电池单体与剩余的温度传感器(不是测量头)或电路载体之间的热解耦。
进一步优选地，单体监测电路包括评估电路，评估电路被构造为用于基于ADC的数字输出来确定测量头的温度。评估电路优选地安装在单体监测电路的电路载体上和/或结构化到单体监测电路的电路载体中。评估电路是如上面描述的控制单元的整体或外部。优选地，单体监测电路还被构造为确定电池模块的至少一个电池单体的单体电压和/或执行电池模块的至少两个电池单体之间的平衡，其中，这些功能由控制单元(例如，LTC6812微处理器)实现，或者由设置在电路载体上和/或电路载体内的模拟电路实现。
在附属的权利要求或以下的附图描述中公开了本发明的其它方面。如果没有另外明确陈述，如在此所描述的本发明的不同实施例或方面是有利地组合的。
有益效果
本发明的示例性实施例可以提供一种用于电池模块的电池单体和温度传感器之间的热接触的测试方法。
附图说明
通过参照附图详细地描述示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，特征将变得明显，在附图中：
图1示出了根据实施例的具有单体监测电路(CSC)的电池模块的示意性透视图；
图2示出了根据实施例的具有单体监测电路(CSC)的电池模块的示意性侧视图；
图3示意性地示出了根据实施例的测试电路；
图4示意性地示出了在根据实施例的方法中获得的温度曲线；以及
图5示意性地示出了在根据实施例的方法中获得的另一温度曲线。
具体实施方式
现在将详细地参照其示例在附图中示出的实施例。将参照附图描述示例性实施例的效果和特征及其实施方法。在附图中，同样的附图标记表示同样的元件，并且省略冗余的描述。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，并且不应该被解释为仅限于在此所示的实施例。相反，这些实施例作为示例来提供使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的方面和特征。
因此，可以不描述对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征被认为不是必需的工艺、元件和技术。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件、层和区域的相对尺寸。
如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。此外，在描述本发明的实施例时“可以”的使用表示“本发明的一个或更多个实施例”。在本发明的实施例的以下描述中，单数形式的术语可以包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
将理解的是，尽管术语“第一”和“第二”用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被命名为第二元件，类似地，第二元件可以被命名为第一元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。诸如“……中的至少一个(种/者)”的表述在元件列表之后时修饰整列元件，而不修饰列表中的单个元件。
如在此所使用的，术语“基本上”、“大约”和类似术语用作近似术语而不用作程度术语，并且旨在解释本领域普通技术人员将认识到的测量值或计算值的固有偏差。此外，如果术语“基本上”与可以使用数值表达的特征组合使用，则术语“基本上”表示以所述值为中心的值的+/-5％的范围。
图1和图2示出了根据实施例的具有承载单体监测电路40(CSC)的PCB45的电池模块30的示意性透视图和示意性侧视图。
参照图1和图2，根据实施例的温度传感器50直接安装到承载电池模块30的CSC 40的PCB 45。其中，PCB 45放置在电池单体10上方，特别地，放置在单体端子20上方，并且经由温度传感器50的测量头51热耦合到电池单体10，温度传感器50的测量头51经由布线52连接到作为CSC 40的一部分的评估电路53。
PCB 45的温度可能与电池单体10的温度显著不同。由于将仅测量电池单体10的温度而PCB温度的影响将被忽略，因此关键的是，温度传感器50(特别是，温度传感器50的测量头51)到电池单体10的热耦合显著地优于温度传感器50到PCB 45的热耦合。优选地，温度传感器50到电池单体10的热耦合超过温度传感器50与PCB 45之间的热耦合的10倍至100倍，以确保准确的温度测量。
如果CSC 40包括如下面参照图3描述的根据发明的实施例的测试电路60，则CSC40可以形成本发明的实施例。
图1和图2的PCB上的CSC 40被构造为用于在电池系统的多个电池模块30与电池系统的BMS之间建立通信连接。因此，单体监测电路40包括用于建立菊花链的连接件(未示出)。连接件用作用于电池模块30的BMS和CSC 40之间的通信的输入/输出。CSC 40优选地被构造为经由至少一个单体电压输入引线(pin)来监视电池模块30的电池单体10中的一些电池单体10或每个电池单体10的单体电压，并且还可以被构造为经由通过相应输出引线输出的控制信号来使模块的各个电池单体的电压主动地或被动地平衡。示例性地，CSC 40可以包括多个电阻器，所述多个电阻器可连接到各个电池单体10，用于通过耗散最高电压电池单体10的能量来使电池模块30被动地平衡。
图3示意性地示出了根据实施例的测试电路。测试电路包括提供第一电源电压VDD1的第一线65和提供第二电源电压VDD2的第二线66。第一电源电压65经由电阻器62和第一热敏电阻器节点67被供应到NTC热敏电阻器61，并且经由第二热敏电阻器节点68被供应到接地线69。换句话说，热敏电阻器61连接在第一电源电压65VDD1与地69之间(经由电阻器62)。第一热敏电阻器节点67还经由开关63连接到第二线66上的第二电源电压VDD2。此外，ADC 64连接到第一热敏电阻器节点67和第二热敏电阻器节点68，用于测量热敏电阻器61上的电压降。
图3中也未示出，测试电路60还包括经由第一输出引线连接到开关63的控制单元，开关63用于根据控制单元的输出来设置该开关导电或不导电。控制单元的第一输入引线还连接到ADC 64，用于接收ADC 64的与热敏电阻器61上的电压降对应的数字输出以及经由ADC 64的输出线的输出。控制单元的第二输出引线连接到第一线65并且向第一线65提供第一电源电压VDD1，控制单元的第三输出引线连接到第二线66并且向第二线66提供第二电源电压。
现在参照如图4和图5中所示的温度曲线来描述如图3中所示的测试电路60的功能。为了执行本发明的测试方法，首先使如图2中所示的温度传感器的且包括热敏电阻器61的测量头51与电池单体10热接触。在时间点t1时，基于经由第一线65和电阻器62供应到热敏电阻器的第一电源电压VDD1的电压降来确定热敏电阻器61的温度。此外，在时间点t1时并且在该测量之后，控制单元向开关63输出控制信号，用于设置开关63导电，使得第二电源电压VDD2经由第二线66也被施加到热敏电阻器。因此，额外的加热电流Iheat在时间段t2-t1期间被供应到热敏电阻器，从而加热热敏电阻器61。在时间点t2时，通过停止控制单元的控制信号，开关63再次被设置为非导电。因此，使热敏电阻器在时间段t3-t2内冷却。热敏电阻器61的温度T1、T2和T3经由ADC 64基于分别在时间点t1、t2和t3中的每个时测量的热敏电阻器61上的电压降来确定。
在图4中，描绘了NTC热敏电阻器61与电池模块30的电池单体10的不良热耦合的温度曲线。在图5中，描绘了NTC热敏电阻器61与电池模块30的电池单体10的良好热耦合的温度曲线。在图4中，在时间点t2处的温度T2远高于图5的处于良好热耦合的NTC热敏电阻器61在时间点t2处的温度T2。基于这样的差异，容易检测到图4的热敏电阻器61与电池单体10之间的不良热接触。图4和图5的温度曲线之间的差异是由于：在图4中，由于第二电源电压VDD2而通过加热电流Iheat提供的附加能量主要加热热敏电阻器61；而在图5中，因加热电流Iheat而在热敏电阻器61中产生的预定量的热由于热敏电阻器61与电池单体10之间的良好热接触而被有效地传递到电池单体10上。相同的考虑应用于在时间点t3时的温度，其中，图4的(与电池单体10)不良热耦合的热敏电阻器61比图5的良好热耦合的热敏电阻器61冷却慢得多。
根据在此描述的本发明的实施例的电子或电气装置和/或任何其它相关装置或组件(除了明确描述为硬件的电子或电气装置和/或任何其它相关装置或组件之外)可以利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的组合来实施。例如，这些装置的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或单独的IC芯片上。此外，这些装置的各种组件可以实施在柔性印刷电路膜、带载封装件(TCP)、印刷电路板(PCB)上，或者形成在一个基底上。在此所描述的电连接或互连可以通过例如PCB或另一种电路载体上的布线或导电元件来实现。导电元件可以包括金属化，例如表面金属化和/或引线，和/或可以包括导电聚合物或陶瓷。此外，可以例如使用电磁辐射和/或光经由无线连接来传输电能。
此外，这些装置的各种组件可以是，在一个或更多个计算装置中执行计算机程序指令并且与用于执行在此描述的各种功能的其它系统组件交互的一个或更多个处理器上运行的进程或线程。计算机程序指令被存储在存储器中，该存储器可以在使用标准存储器装置(诸如，以随机存取存储器(RAM)为例)的计算装置中实施。计算机程序指令也可以存储在其它非暂时性计算机可读介质中，诸如以CD-ROM、闪速驱动器等为例。
此外，本领域技术人员应该认识到的是，在不脱离本发明的示例性实施例的范围的情况下，各种计算装置的功能可以被组合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以横跨一个或更多个其它计算装置分布。
附图标记
10 电池单体
20 单体端子
30 电池模块
40 单体监测电路
45 印刷电路板(PCB)
50 温度传感器
51 测量头
52 布线
53 评估电路
60 测试电路
61 热敏电阻器(NTC)
62 电阻器
63 开关
64 模数转换器(ADC)
65 第一电源电压(VDD1)
66 第二电源电压(VDD2)
67 第一热敏电阻器节点
68 第二热敏电阻器节点
69 地

Claims (15)

1.用于电池模块(30)的电池单体(10)和温度传感器(50)之间的热接触的测试方法，所述方法包括以下步骤：
在时间点t1时测量温度传感器(50)的温度T1；
在限定的时间(t2-t1)内加热温度传感器(50)；
在时间点t2时测量温度传感器(50)的温度T2和/或在时间点t3时测量温度传感器(50)的温度T3；以及
基于温度差ΔT2,1＝(T2-T1)、ΔT3,1＝(T3-T1)和/或ΔT3,2＝(T3-T2)中的至少一者来确定温度传感器(50)和电池单体(10)之间的热接触。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其中，温度传感器(50)包括与电池模块(30)的电池单体(10)热接触的热敏电阻器(61)。
3.根据权利要求2所述的测试方法，其中，加热温度传感器(50)的步骤包括在预定的时间内将加热电流Iheat施加到热敏电阻器(61)。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的测试方法，其中，基于热敏电阻器(61)上的电压降来测量温度T1、T2和/或T3。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的测试方法，其中，基于温度差ΔT2,1＝(T2-T1)、ΔT3,1＝(T3-T1)和/或ΔT3,2＝(T3-T2)中的至少一者来确定与温度传感器(50)和电池单体(10)之间的热接触对应的传热系数(τ)。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其中，基于在温度传感器(50)的测试期间确定的查找表LUT来确定传热系数(τ)。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的测试方法，其中，温度传感器(50)包括与电池单体(10)热接触的测量头(51)。
8.电池模块(30)的用于温度传感器(50)的测试电路(60)，所述测试电路(60)包括：
热敏电阻器(61)，具有连接到第一电源电压(65)的第一节点(67)和连接到地(69)的第二节点(68)；
开关(63)，连接在热敏电阻器(61)的第一节点(67)与第二电源电压(66)之间；以及
模数转换器(64)，与热敏电阻器(61)并联连接。
9.根据权利要求8所述的测试电路(60)，所述测试电路(60)还包括：电阻器(62)，连接在热敏电阻器(61)的第一节点(67)与第一电源电压(65)之间。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的测试电路(60)，其中，热敏电阻器(61)是负温度系数(NTC)热敏电阻器。
11.根据权利要求8至权利要求10中的任意一项所述的测试电路(60)，所述测试电路(60)还包括：控制单元，具有连接到开关(63)的第一输出引线和连接到模数转换器的第一输入引线。
12.用于电池模块(30)的单体监测电路(40)，所述单体监测电路(40)包括：
电路载体(45)；
根据权利要求8至权利要求11中的任意一项所述的测试电路(60)；以及
温度传感器(50)，表面安装到电路载体(45)并且包括具有热敏电阻器(61)的测量头(51)，热敏电阻器(61)被构造为与电池模块(30)的电池单体(10)热接触。
13.根据权利要求12所述的单体监测电路(40)，其中，温度传感器(50)从电路载体(45)的面向电池模块(30)的电池单体(10)的表面突出。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的单体监测电路(40)，所述单体监测电路(40)还包括：评估电路(53)，被构造为用于基于模数转换器(64)的输出来确定测量头(51)的温度。
15.根据权利要求12至权利要求14中的任意一项所述的单体监测电路(40)，其中，测量头(51)被弹簧式加载在温度传感器(50)中。
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