汽车 湿度传感器 用于电动汽车电池管理系统中的高精度温湿度传感器

用于电动汽车电池管理系统中的高精度温湿度传感器

在保证电池系统安全的设计过程中，除了电池单体特性、电池模组设计、电池包的结构和排气设计以外，就要数电池管理系统最有主控性。由于电池组由多个电池串联而成，其有效使用性能基于最薄弱的单个电池。电池的电量存在差异是由于制造过程中的化学失衡，在电池组中的位置（热量变化）以及使用或寿命相关的改变。

电动汽车电池管理系统

电池电压之间的差异指示系统层面电池的失衡。造成这种差异的原因至今仍在研究之中。充分了解这一点是非常重要的，因为它影响着电池组在电力输出方面的持续时间，以及每个单体电池的可用寿命和电池组的使用寿命。

从镍氢电池开始，电池由于其本身的特性，需要电池管理系统来管理，它也是新能源汽车整体架构中的要素之一。从总体来看，电池管理系统的主要目的是测量电池状态、延长电池的使用寿命。电池管理系统的常见功能模块根据初步划分，也可以分为测量功能、状态计算功能、系统辅助功能和通信与诊断。

温度对电池的参数有着很大的意义，这里也是引起争议的地方。在设计电池和模组的时候，电池内外的温度差异、电池极耳和母线焊接处、模组内电池温度差异和电池包内最大温度差，这些参数在设计整个电池包的时候都是属于已经进行先期控制了。BMS在设计温度传感器的放置点，以及放置多少温度点和最后采集得到的温度点表征整个电池包的运行情况，这里并不是BMS能管理的范畴。温度检测的精度也是颇有讲究的，如在-40度的时候，检测精度不需要特别高，因为使用电池系统本身就需要加热，而在-10度～10度对电池性能有重大影响的区域，还有40度高温临近点，这些都是需要重点关心的区域。在设计的过程中，可以用上拉电阻、滤波电阻和温度传感器的本身的数值进行蒙特卡罗分析。

电池包的往往仅在单体这一层级做并联(最极端的是特斯拉的小电池的75个并联)，电池包内的单体串联给整车提供电能，所以一般只需要测量一个电流。电流测量手段主要分两种智能分流器或霍尔电流传感器。由于电池系统需要处理的电流数值，往往瞬时很大，比如车辆加速所需要的放电电流和能量回收时候的充电电流，因此评估测量电池包的输出电流(放电)和输入电流(充电)的量程和精度，这是一件需要仔细检查的工作。电流是引起单体温度变化的主要原因，作用在内阻和化学发热一起构成了电池发热；电流变化的时候也会引起电压的变化，与时间一起，这三项是核算电池状态的必备元素。

电池包内一般有多个继电器，电池管理系统至少要完成对继电器的驱动供给和状态检测，继电器控制往往是和整车控制器协调后确认控制器，而安全气囊控制器输出的碰撞信号一般与继电器控制器断开直接挂钩。电池包内继电器一般有主正、主负、预充继电器和充电继电器，在电池包外还有独立的配电盒对整个电流分配做个更细致的保护。对电池包的继电器控制，闭合、断开的状态以及开关的顺序都很重要。

如前所述，电池的化学性能受环境的温度影响非常大，为了保证电池的使用寿命必须让电池工作在合理的温度范围之内，并根据不同的温度给整车控制器得出其所能输出和输入的最大功率。对于电池系统的温度控制主要用到CFD仿真分析，如前所述的温度传感器这一单元，如何使用最少的传感器来有效的监测整个电池包的温度分布，并将监测信息反馈给电池管理系统和整个电池温度管理系统。

高精度温湿度传感器模块 - HCS2D-3v

最后推荐一款由工采网从国外引进的高精度温湿度传感器，高精度温湿度传感器模块 - HCS2D-3v，HCS2D-3v 基于 HumiChipⅡ®芯片，是精确可靠的湿度测量传感器模块。传感器通过线性电压输出经过温度补偿的湿度值，可以直接与带有 ADC 输入的微型计算机连接。模压封装和传感器与线束之间连接经过加强，确保其即使在恶劣环境下依然可靠耐用。

温湿度传感器模块在汽车行业有哪些具体的作用

随着社会生活水平的提高，汽车是现代道路运输的重要组成部分。汽车工业的快速发展引起道路交通拥堵、车流量增加等问题，导致了社会发展的不平衡和各种安全隐患问题的出现。传感器是汽车电子单元的主要控制部分。它为发动机的电子控制单元提供发动机工作状态信息，用于精确控制发动机的工作状态，以提高发动机功率，降低油耗，并减少废气排放。

其中，温湿度传感器可以防止车内自燃事故、节能减排等，湿度传感器用于检测汽车挡风玻璃的防雾性和车内湿度，并将其变化转化为电信号，再提供给空调电子控制单元（ECU）。

汽车上的温度传感器种类繁多，包括检测发动机进气温度、冷却液温度、发动机机油的传感器以及车内空调温度传感器等。这类温度传感器多为负温度系数热敏电阻，其特点是测量点温度越高，传感器的电阻值越低，输出电压信号越低。

车内的温湿度传感器也能为驾驶者创造舒适的驾驶环境。空气的温度和湿度直接影响人体的生理感受。温湿度传感器在电流循环模式下测量的数据处于不适合人体的范围时，可以及时检测到提示驾驶员手动切换到循环模式，从而将温度和湿度恢复到合理的范围内。特别是在寒冷的冬季条件下，要适当地将内循环切换到外循环，防止因呼吸和冷凝导致车内湿度过大。

随着汽车电子控制系统的应用日益广泛，汽车传感器的需求将继续以较快的速度增长。微型化、多功能化、集成化、智能化的传感器将逐步取代传统传感器，成为汽车传感器的主流。目前，小型化温湿度模块也广泛应用于汽车电子钟中。

奥松电子研发的AHT30温湿度传感器具有功耗低、精度高的优点，它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD封装，拥有坚固的外壳和微小的尺寸，可轻松集成至高难度的设计中，同时满足高可靠性的要求。

AHT30配有一个全新优化的ASIC专用芯片、一个经过改进的MEMS半导体电容式湿度传感元件和一个标准的片上温度传感元件，其性能已获得显著的提升，即使在恶劣的环境下也能保持稳定性能。

AHT30温湿度传感器能帮助应用设备降低功耗，极具性价比，非常适用于对成本管控较严但又注重品质的企业进行批量生产。根据此芯片传感器可以开发出多种不同的温湿度传感器模块，以适应结构的需求。

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