4.2.1　参数监测

要被监测的参数包括电池电压、电流和温度。我们首先研究电压监测。

在一个电池组中有两种电池电压测量:单体电压测量和电池组电压测量。对于电池组电压测量，由于电池组的高电压，不可能直接利用电压分割，在这种情况下适合使用隔离电压传感器。图4-1所示为一个为了测量电池组电压的隔离电压传感器，由LEM公司制造。

图4-1　隔离电压传感器的原理

（a）隔离电压传感器的原理；（b）单电源供电的电压传感器结构

检测单体电池电压也是很重要的。当单体电池连成并联形式时，只需要测量所有并联单体中的一个单体电压。然而，由于有几百个单体串联，用一个微控制器测量所有单体的电压是不实际的。在实际中有两种方法:一种方法是把电池分成组（模块），然后一个模块内的电压用一个模块监控电路测量出来，送到中心的BMS；另一种方法是利用“库技术（Banking Technology）”。

下面再看看温度监测。有三种可用的温度监测设备，即电阻温度检测器（RTD）、热敏电阻和热电偶。

电阻温度检测器包含一个贴在塑料薄膜上的铂薄膜。它的电阻随着温度改变，通常可以测量的温度高达850℃。它的电阻和温度之间呈高度的线性关系，通常在0℃时的电阻为100Ω。电阻温度检测器价格昂贵，因此多用在精确温度测量中，在电池组的温度监测中很少用。

热敏电阻由半导体材料或金属氧化物制成，其阻值随着温度的升高而降低，因此它们被称为负温度系数（NTC）传感器。热敏电阻在电池温度测量中很常用。图4-2是对数坐标下热敏电阻的阻值随温度变化曲线。

热敏电阻可以直接连接到微控制器（MCU）的A/D通道，但最好在热敏电阻和MCU之间加一个缓冲电路，如图4-3所示。在MCU内部要有一个数值表或自由方程，以便查询给定测量的温度（表4-1）。

图4-2　热敏电阻的阻值随温度变化曲线

图4-3　温度测量电路

表4-1　给定测量的电池温度

热电偶是基于这样的效应，即在两种不同金属的交界处会产生一个电压，该电压随着温度的升高而增加。由于它们是用金属制成的，所以可以测量的温度达到了几千摄氏度，但它们的稳定性和测量准确度不如电阻温度传感器。

最后，我们将研究电流监测。电流的测量是通过使用电流传感器实现的。有很多类型的电流传感器可以应用在电池组电流测量中。LEM DHAB S/25型双通道电流传感器以及它的电路结构如图4-4所示。

图4-4　LEM DHAB S/25型双通道电流传感器以及它的电路结构

这个电流传感器具有两个通道的放大器，一个额定值是200 A，另一个额定值是25 A。通道1的电流传感器输出刻度是10 mV/A，通道2的刻度是80 mV/A且有一个5 V单电源供电，在零电流时输出是2.5 V。对于通道1，0.5 V对应-200 A，4.5 V对应200 A。对于通道2，0.5 V对应-25 A，4.5 V对应25 A。电流传感器的放大器电路如图4-5所示。

图4-5　电流传感器的放大器电路

阅读材料:

几乎所有的电池在闲置的时候都有内部漏电流（自身放电），通常情况下漏电流会随温度增加。对于这个电池组，如果漏电流是20 mA（包括电池漏电流以及与电池关联的外围电路的消耗，如BMS、电池监视电路和电池平衡电路），我们可以算出电池从100%SOC自己放电到30%SOC需要的时间。

40/0.02＝2 000＝83（天）

这意味着当电池在闲置的情况下可以持续83天。应当注意，当电池储存在较高的温度或非常低的温度下时，电池的漏电会增加。