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，這樣就獲得一個接近電芯真實溫度的模擬量。其實，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BMS硬件的從業(yè)者其實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，但又同時好想把說這種話的人干掉；但現(xiàn)實是，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。

其實不用想那么多，想也沒有用，把BMS設(shè)計好了就行了。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，要主動找主機(jī)廠問一下NTC是怎么選取的，因為這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，這個才是我們電路設(shè)計需要關(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，阻值在低溫時可能會與NTC的阻值接近，這樣就會影響溫度的采樣精度了。

圖片4 內(nèi)阻偏小可能會造成采樣偏差

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

在現(xiàn)實使用中，接觸到的很多NTC的 B值是3435±1％，大家可以作為一個參考值去選型；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)計時，會有一個期望的電阻范圍；在這個范圍內(nèi)，溫度點(diǎn)盡量要分散，兩個溫度點(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。