電芯溫度采樣——NTC選型分析

電芯的溫度采樣電路，大家做的都差不多，通過ADC測量外置的NTC電阻，將電阻值換算成溫度值，這樣就獲得一個(gè)接近電芯真實(shí)溫度的模擬量。其實(shí)，很多人認(rèn)為BMS硬件沒有啥技術(shù)含量，不過是把集成IC拿過來連連看，作為一個(gè)BMS硬件的從業(yè)者其實(shí)遇到這種情況也很無力，反駁的理由總是那么不怎么充分，甚至心理發(fā)虛，但又同時(shí)好想把說這種話的人干掉；但現(xiàn)實(shí)是，大部分說這種話的人，不是領(lǐng)導(dǎo)就是領(lǐng)導(dǎo)，好吧，我忍了。

其實(shí)不用想那么多，想也沒有用，把BMS設(shè)計(jì)好了就行了。就拿溫度采樣這一塊，看起來簡單，扎進(jìn)去是有一些事情要做的。

圖片 1溫度采樣電路示意圖

以下淺談如何選擇合適的NTC。

BMS的溫度采樣精度包括兩部分，一是電路本身的采樣精度，二是NTC的精度。

在QCT－897中并沒沒有把NTC單獨(dú)拿出來講，但實(shí)際里面的采樣精度要求是包括NTC這一部分的，而且NTC的精度對整體溫度采樣精度影響很大；很多主機(jī)廠只提出了一個(gè)整體的溫度精度要求，但我們要知道里面的潛規(guī)則，要主動(dòng)找主機(jī)廠問一下NTC是怎么選取的，因?yàn)檫@一塊極大可能是別人選型的。

電路本身的采樣精度，又包括了上拉電阻精度、ADC精度、參考電壓源精度、供電電源精度，這個(gè)才是我們電路設(shè)計(jì)需要關(guān)注的問題。

那么，選擇什么樣子的NTC呢？下圖是石冢官網(wǎng)的選型表，我試著介紹里面的兩個(gè)關(guān)鍵特性參數(shù)。

圖片 2石冢NTC選型表（來源其官網(wǎng)）

R25阻值

熱敏電阻的阻值在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS C 5602中是這樣定義的：在規(guī)定的環(huán)境溫度下，阻體受到檢測電流自身發(fā)熱，而引起的電阻值變化相對于總的檢測誤差可以忽略不計(jì)的檢測電功率測得的熱敏電阻的直流電阻值。也叫零功率電阻值，R25就對應(yīng)25℃的環(huán)境溫度。

它的精度代表此環(huán)境溫度下的阻值變化范圍，從實(shí)際應(yīng)用來看，常用的精度也就是±1％，很少見到更高的精度。

R25阻值常見的有10K、47K、100K，基本上見到的大部分是10K的，其他的比較少，現(xiàn)實(shí)中都是這樣選取的；可是如果我們自己來選取的話，我要選取哪一種阻值呢？

其實(shí)這就要看我們想要NTC處于多大的阻值范圍了。在－40℃～125℃里，不同阻值的R25，它對應(yīng)的阻值范圍也是不同的；簡單說就是，R25越大，它在其他溫度點(diǎn)的阻值也就越大（參照下圖）。

圖片3 石冢KT系列RT表（來源其官網(wǎng)）

R25不是越大越好，一種可能的影響參照下圖，如果ADC內(nèi)阻不大的話，阻值在低溫時(shí)可能會(huì)與NTC的阻值接近，這樣就會(huì)影響溫度的采樣精度了。

圖片4 內(nèi)阻偏小可能會(huì)造成采樣偏差

B值

B值是用來表示NTC對溫度變化敏感度的物理量，即阻值的變化率。

參照下圖，B值大，阻值的變化率也大，對溫度的變化也就越敏感。

圖片5 B值大小的區(qū)別示意

B值的計(jì)算方法是拿兩個(gè)溫度點(diǎn)作為參考點(diǎn)，一般廠家是25℃和85℃，也標(biāo)記為B25／85，它的計(jì)算公式如下。

在現(xiàn)實(shí)使用中，接觸到的很多NTC的 B值是3435±1％，大家可以作為一個(gè)參考值去選型；另外B值越大，R25也越大，二者之間很難靈活匹配。

總結(jié)

大家在電路設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)有一個(gè)期望的電阻范圍；在這個(gè)范圍內(nèi)，溫度點(diǎn)盡量要分散，兩個(gè)溫度點(diǎn)之間的阻值距離要大，這樣我們可以用來分辨的準(zhǔn)確度就會(huì)提高。所以可以根據(jù)R25和B值（即RT表），來鎖定我們想要的NTC的型號(hào)。