聊一聊BMS上的電池高壓采樣電路

最近天氣轉(zhuǎn)涼了，其實(shí)晚上睡覺(jué)還是挺舒服的；上周家里有事，所以沒(méi)有時(shí)間更新，后面開(kāi)始恢復(fù)正常。

這次聊一聊電池包的總電壓檢測(cè)電路，它是一個(gè)比較重要的功能，在技術(shù)條件里面也定義了一般的精度要求。

總電壓采樣的原理基本各個(gè)廠家都大同小異：即使用電阻分壓方式，再換算成總電壓值；也有另一種檢測(cè)方法：即使用單體電壓值進(jìn)行累加，這個(gè)值更加精確，缺點(diǎn)是不能檢測(cè)繼電器外側(cè)的電壓。這兩種方法一般可能會(huì)同時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)冗余檢測(cè)。

例如MODEL 3上面的總電壓采樣就使用電阻分壓方式。

關(guān)于電阻分壓采樣方案，里面有幾個(gè)內(nèi)容可以展開(kāi)的。

• 分壓電阻個(gè)數(shù)的選取

分壓電阻的個(gè)數(shù)主要與電池包的電壓大小相關(guān)，對(duì)于電阻來(lái)講，它有這樣幾個(gè)電壓參數(shù)（下圖來(lái)自于KOA官網(wǎng)）：額定電壓、最大工作電壓以及最大過(guò)載電壓，除此之外還有一個(gè)耐電壓（主要指電極與絕緣層之間的耐壓）；這里面其實(shí)還挺有意思的，你會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著電阻阻值的增大，電阻兩端的額定電壓也會(huì)增大，但它有一個(gè)極限值，就是最大工作電壓。

例如下圖中YAGEO的AC系列電阻中，1206封裝的最大工作電壓為200V，那么我們將其使用在800V系統(tǒng)中的高壓采樣電路中時(shí)，最少要選取4個(gè)串聯(lián)。

• 分壓電阻的阻值選取

阻值的選取規(guī)則一般沒(méi)有特別明確的要求，都是看實(shí)際應(yīng)用，一般總阻值可達(dá)到幾MΩ級(jí)別；其中如果阻值選取太小的話，可能需要串聯(lián)更多的電阻，而且漏電流也會(huì)比較大；而阻值選取太大的話，可能造成采樣電路會(huì)變得敏感，容易受到干擾，例如試驗(yàn)室測(cè)試中出現(xiàn)的工頻干擾等；所以有的廠家在采樣電阻上面做了點(diǎn)膠防護(hù)，防止?jié)駸岘h(huán)境造成電阻阻值變化（下圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）。

• 分壓電阻的精度溫漂選取

開(kāi)頭也提到，電壓采樣的精度至少要達(dá)到±1%FS，那么分壓電阻的精度至少要優(yōu)于±1%才可以，常見(jiàn)選取±0.5%和±0.1%精度的；還有就是不知道大家有沒(méi)有注意到，1MΩ以上的電阻很少能找到±0.1%精度的，例如下圖中Viking的AR系列薄膜電阻，最大阻值只到1MΩ；廠家說(shuō)因?yàn)殡娮璨馁|(zhì)的問(wèn)題，所以電路中單個(gè)1MΩ的電阻比較常見(jiàn)；另外這里薄膜電阻更常見(jiàn)，因?yàn)樗臏仄瘯?huì)好很多，基本在50ppm以下，而厚膜電阻至少在100ppm以上。

對(duì)于電阻分壓的方案，目前還有一種集成的電阻產(chǎn)品，如下圖，來(lái)自于KOA的HVD系列高耐壓網(wǎng)絡(luò)電阻器，它將分壓電阻集成在塑封中，可以降低空間需求，降低濕熱環(huán)境對(duì)電阻的影響；但阻值、分壓比可能需要定制，可以定制很高精度的產(chǎn)品。

總結(jié)：

關(guān)于高壓采樣，我是想到哪里就寫到哪里，其實(shí)最終的選型還是與需求相關(guān)，如果不需要很高的精度的話，就有很多的選擇；以上所有，僅供參考。