|
隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的迅速擴大，充電樁的建設也在全國范圍內蓬勃發(fā)展。國家和政府也出臺了一系列鼓勵政策，促進(jìn)充電基礎設施建設，以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的車(chē)輛充電需求。充電樁的普及不僅使得新能源汽車(chē)的充電更加便捷，也為環(huán)保事業(yè)的推進(jìn)做出了積極貢獻。 然而，近年來(lái)充電樁起火爆炸、車(chē)輛充電中自燃等事故頻頻發(fā)生，引發(fā)了人們對新能源汽車(chē)、鋰電池及其充電設備等消防安全的集中關(guān)注。在新能源汽車(chē)的蓬勃發(fā)展下，充電樁作為其重要基礎設施之一，其可靠性和安全性是重中之重。充電過(guò)程中溫度控制不當可能導致電池過(guò)熱，進(jìn)而引發(fā)火災或爆炸，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來(lái)嚴重威脅。 充電樁安全問(wèn)題的頻發(fā)引起了廣泛關(guān)注，特別是溫度控制、電路短路、電壓波動(dòng)等問(wèn)題可能導致嚴重后果的監測和處理顯得尤為重要。因此，急需一種可靠的監測方案來(lái)及時(shí)發(fā)現溫度異常情況，以保障充電過(guò)程的安全穩定。 為了保障用電安全，我們需要實(shí)時(shí)監控充電樁各處的溫度，當發(fā)現溫度異常時(shí)，迅速采取措施，如切斷供電電路、發(fā)出告警并及時(shí)上報至云端等。針對充電樁溫度檢測的需求，開(kāi)發(fā)和優(yōu)化了溫度傳感芯片（為了適配不同用戶(hù)要求，溫度芯片擁有多種可選封裝，詳見(jiàn)后附選型表，方便用戶(hù)選型設計，文中以SOT23封裝的M1601B為例介紹）用以實(shí)現充電樁、充電槍接口以及電車(chē)電池倉內的實(shí)時(shí)溫度監測。這項技術(shù)不僅能夠及時(shí)檢測溫度異常，還具備超高溫報警和集成快速斷電等功能，有效地預防了車(chē)輛設備起火自燃的風(fēng)險。 通過(guò)M1601B溫度傳感芯片的應用，我們能夠實(shí)現對充電樁及充電槍溫度的全面監測，及時(shí)發(fā)現并應對溫度異常情況，從而保障了充電過(guò)程的安全穩定性。同時(shí)，該技術(shù)的高效應用也為新能源車(chē)輛的發(fā)展提供了可靠保障，推動(dòng)了新能源汽車(chē)行業(yè)的持續發(fā)展。 
溫度傳感器芯片可安裝于充電樁和充電槍內部的關(guān)鍵位置，如充電電源、充電線(xiàn)路和電池連接器等，以實(shí)時(shí)監測這些部件的溫度。每個(gè)傳感器均配備唯一編碼，可通過(guò)讀取編碼區分不同傳感器，進(jìn)而獲取各個(gè)區域的溫度數據。
1． 充電樁內IGBT模塊的溫度檢測 2． 充電樁接線(xiàn)座的溫度檢測 3． 充電槍接線(xiàn)端子的溫度檢測 4． 充電槍接線(xiàn)口的溫度檢測
數字溫度傳感器其感溫原理基于CMOS半導體PN節溫度與帶隙電壓的特性關(guān)系，經(jīng)過(guò)小信號放大、模數轉換、數字校準補償后，通過(guò)數字總線(xiàn)輸出。該傳感器具有精度高、功耗低、一致性好、測溫速度快、可編程配置靈活、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。此外，傳感器還具備抗擊8kV接觸放電和15kV非接觸放電的能力，具有出色的穩定性和耐用性。 主要優(yōu)點(diǎn)如下： 1. 高精度： 數字溫度傳感器芯片具有較高的測量精度和穩定性，精度可達到±0.5℃，能夠提供精確的溫度測量結果。 2. 廣泛測溫范圍： 能夠覆蓋廣泛的測溫范圍，從-70℃到+150℃，滿(mǎn)足多種應用場(chǎng)景的需求。 3. 高可靠性： 敏源溫度傳感器采用固態(tài)傳感器技術(shù)，無(wú)活動(dòng)部件，不易損壞或失效，通過(guò)ESD、老化試驗等測試，保證了其可靠性。* 4. 低功耗： 數字溫度傳感器芯片通常具有低功耗特性，適用于對電力消耗有限制的場(chǎng)合，例如便攜式設備、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )等。 5. 快速響應： 可以實(shí)現快速響應溫度變化，提高了溫度監測的實(shí)時(shí)性和準確性。 6. 高線(xiàn)性： 溫度呈線(xiàn)性關(guān)系，具有一致性好的特點(diǎn)。 7. 支持用戶(hù)空間： 內置EEPROM，可以方便地存儲用戶(hù)數據，提供了靈活性和便利性。 8. 支持級聯(lián)組網(wǎng)： 單總線(xiàn)支持一條總線(xiàn)多點(diǎn)級聯(lián)組網(wǎng)，方便系統的擴展和管理。 與NTC傳感器技術(shù)對比NTC熱敏電阻通常由金屬氧化物制成，主要成分包括錳、鈷、鎳和銅等金屬。這些金屬氧化物通過(guò)陶瓷工藝制造而成。與鍺、硅等半導體材料類(lèi)似，這些金屬氧化物在導電方式上表現出一致性。當溫度較低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和空穴）數目較少，因此其電阻較高；而在溫度升高時(shí)，氧化物材料的載流子數目增多，導致其電阻降低。 1. 非線(xiàn)性特性： NTC熱敏電阻的阻值隨溫度變化呈非線(xiàn)性關(guān)系，這意味著(zhù)在一定溫度范圍內，溫度變化對應的阻值變化并不是線(xiàn)性的。這種非線(xiàn)性特性可能使得在一些應用場(chǎng)景下需要進(jìn)行更復雜的校準和補償。 2. 溫度響應時(shí)間較長(cháng)： 由于熱敏電阻本身的熱容性較大，其溫度響應時(shí)間相對較長(cháng)。這意味著(zhù)在溫度發(fā)生變化時(shí)，熱敏電阻的阻值變化需要一定的時(shí)間才能達到穩定狀態(tài)，因此可能會(huì )導致溫度監測的實(shí)時(shí)性不高。 3. 模擬輸出： NTC熱敏電阻通常具有模擬輸出，這意味著(zhù)需要使用模擬電路來(lái)將其輸出信號轉換為數字信號進(jìn)行處理。相比于數字輸出的傳感器，這增加了數據采集和處理的復雜性，可能需要額外的模擬電路設計和調試。 4. 采集電路復雜： 由于NTC熱敏電阻的非線(xiàn)性特性，其輸出信號需要進(jìn)行轉換和校準，以確保準確的溫度測量。因此，設計用于采集和處理這些信號的電路可能會(huì )更加復雜，需要更多的器件和技術(shù)支持。 5. 溫度范圍受限： 雖然NTC熱敏電阻在一定范圍內可以提供較高的精度和靈敏度，但其可靠工作范圍受到限制。在極端溫度條件下，例如超低溫或超高溫環(huán)境，熱敏電阻可能會(huì )失去準確性和穩定性。 6. 溫度漂移： NTC熱敏電阻的阻值隨時(shí)間和使用條件的變化而發(fā)生漂移。這種溫度漂移可能由于材料老化、電路老化、環(huán)境條件變化等因素引起，導致溫度測量的不準確性和穩定性下降。 7. 外部環(huán)境影響： NTC熱敏電阻對外部環(huán)境的影響較為敏感。例如，受到濕度、化學(xué)氣體、機械振動(dòng)等因素的影響，可能會(huì )導致熱敏電阻的性能發(fā)生變化，從而影響溫度測量的準確性和穩定性。 8. 不支持多點(diǎn)互聯(lián)： 由于NTC熱敏電阻通常是單個(gè)傳感器，而不是多點(diǎn)測量系統，因此不支持多點(diǎn)互聯(lián)。這意味著(zhù)在需要同時(shí)監測多個(gè)位置或多個(gè)溫度的應用中，可能需要使用多個(gè)單獨的傳感器，增加了系統的復雜性和成本。 9. 成本高： 盡管NTC熱敏電阻在一些應用中具有較高的性?xún)r(jià)比，但由于其需要復雜的采集電路、較長(cháng)的響應時(shí)間以及其他限制，其總體成本可能會(huì )相對較高。特別是在需要高精度、高可靠性和大范圍溫度測量的應用中，可能需要更昂貴的器件和系統設計，進(jìn)一步增加了成本。 10. 不支持用戶(hù)空間、多點(diǎn)互聯(lián)等高級功能：由于NTC熱敏電阻式單個(gè)無(wú)源器件，其無(wú)法支持高級功能。 硬件參考設計M1601B溫度傳感芯片支持寄生供電模式，即傳感器通過(guò)單一數據線(xiàn)接收來(lái)自主控器的命令和電源信號，并利用這些能量來(lái)進(jìn)行溫度測量。下圖為典型電路。
在寄生供電模式下，M1601B采用兩線(xiàn)應用模式，即通過(guò)DQ和GND兩根線(xiàn)與主機進(jìn)行通訊。其中，R2是上拉電阻，用來(lái)為芯片供電，而C2則是儲能電容，用來(lái)儲存能量。此外，R1、R3、C1構成濾波電路，用于濾除信號中的噪聲。 為了提高系統的穩定性和可靠性，電路中還包括了一組對稱(chēng)放置的肖特基二極管D2和D5，以及TVS管D1和D3，構成了保護電路，有效防止了線(xiàn)纜上的靜電和浪涌現象對系統的損害。此外，D6放置在溫度傳感器芯片附近，作為防護器件，能夠防止大地上的異常電壓波動(dòng)對傳感器芯片造成損傷。 以下是外圍相關(guān)器件的規格清單。
注：在實(shí)際應用中，濾波電路的電阻和電容的具體參數受線(xiàn)纜、接插件的影響，可能需要根據實(shí)際情況進(jìn)行調整。 從成本考慮，可以選擇精度為±0.5℃的溫度芯片。
在溫濕度傳感領(lǐng)域，浙江MYSENTECH便是國產(chǎn)品牌中的佼佼者。了解更多關(guān)于浙江MYSENTECH溫濕度傳感芯片的技術(shù)應用，請聯(lián)系：133 9280 5792(微信同號)
|
