图1   一款用于充电状态计算的准确热敏电阻温度传感器

为了随时监视锂离子电池组的充电状态（SOC），凌力尔特公司开发了一种简便易行的解决方案，能够确保以锂离子电池组为动力电源的汽车高效运行。

作为未来型环保交通工具，纯电动汽车和混合动力汽车均采用锂离子电池组作为动力电源。为了确保高效运作和长久的电池寿命，必须不停地监视可用电量，即所谓的“充电状态”（SOC）。

对于SOC计算来说，电池的温度是一个重要的因素。此外，汽车工作环境也非常严酷，有可能面临众多的故障条件。电池组的过度加载（最坏情况便是发生短路）会产生一种危险的过热状态，对此也不能有片刻的懈怠。因此，出于安全原因，常常需要进行针对故障条件的不太准确的温度检测。

准确度为12位的温度检测

由凌力尔特公司提供的LTC6802是一款完整的单芯片电池监视系统。该器件的主要功能是测量单个电池组上多达12个电池的电压。除了基本的安全操作条件之外，它还将向一个主控制器提供用于SOC计算的数据，可以把任何数量的该器件串叠成组，以提供用于电动汽车电源的完整电池监视系统。

LTC6802的核心部分是一个12位ΔΣ ADC（增量累加模数转换器）。在该ADC之前布设了一个15通道多路复用器。这15个通道用于12个电池电压测量和3个温度测量。在温度通道中，有一个通道专门用于测量芯片本身的晶片温度，另两个通道则用于外部温度传感器。图1和图2为采用LTC6802进行温度测量的电路实例，其中图1给出的是一款基于准确热敏电阻的传感器（用于SOC计算），图2给出了一款非常简单的二极管型“热点”检测器。

图2   一款非常简单的二极管阵列“热点”温度传感器

准确热敏电阻电池组传感器

在低温条件下，锂离子电池的阻性变大，并在满充电（典型VCELL为4.2V）和电量耗尽（VCELL仅为2.5V）状态之间提供较少的电荷。在较高的工作温度条件下，电池的自放电电流增加，并成为了SOC计算的一个重要因素。在一个典型系统中，对电池在整个温度范围内的性能进行了全面的特性分析。该信息被存储于一个查阅表中。热敏电阻电池组温度传感器将把电池特性信息和电池电压读数一起从该查阅表中检索出来，用于进行SOC计算。对于温度监视而言，可以采取把一个热敏电阻连接至电池组的方法，这样做既廉价又具有合理的准确度。

在图1a中，一个负温度系数（NTC）热敏电阻与一个固定电阻器相并联，旨在使电阻值随温度所发生的变化幅度稍微平坦一些。热敏电阻具有很高的非线性，其阻值会随着温度的变化而呈指数性变化（ ），其中：RO是基准温度TO（K）条件下的标称电阻，而B参数是为特殊的热敏电阻而提供的。一种比较容易的近似为：温度每改变1℃，电阻值的变化率约为-4%。LT6001是一款双通道13μA微功率运算放大器，用于给热敏电阻提供偏置，并对施加在至ADC的LTC6802温度输入端上的电压进行调节和电平移位。基准电压（3.072V）和稳压器电压（5V）包含于LTC6802器件之中。在-20℃～60℃的温度范围内，输出范围被大致设定在0.2～4.2V之间，这是大多数锂电池的典型工作范围。输出电压的平均斜率为50mV/℃，温度每变化1℃，则将产生30多个ADC读数。对于给出的电路元件值，温度的精准确定如图1b所示。

简单的热点检测器

如图2所示，可以在一个电池系统中布设一串二极管，以获得一种用于产生热点报警指示的简单而廉价的方法。它所产生的这种报警仅仅表示在系统中的某个地方有可能存在某种过热问题。发生该问题的准确位置并不清楚，但出于安全考虑，可以将系统停用，直到能够执行进一步的诊断为止。

每个二极管都由相同的电源来施加偏置，并将具有传统的-2mV/℃温度系数。在二极管串两端所测得的电压将是温度最高且具有最低正向电压降的二极管两端的电压。可以采用任何数量的二极管。内置的ADC具有每个读数1.5mV的分辨率。如果ADC代码测量从正常操作值下降150个读数，则将指示出现了一个热点（温升达75℃）。图2所示的数据是二极管串两端的电压，其中只有1个二极管经受了温度变化，其他3个二极管的温度则保持在20℃。

小结

以上介绍的只是两种实现简单温度监视电路的构思（采用LTC6802 IC的简便型输入）。当然可以执行更加准确的检测，以运用于电池电压监视上同样精准ADC的好处。另外，LTC6802上的通用型I/O引脚还可用于控制一个外部多路复用器电路，以提供单独的电池温度传感器。