requestId:685d54a87fdce2.99039695.
本文在簡介了鋰動力電池單體溫度測量的基礎上，重點論述了DS18B20 溫度傳感器的特徵、測溫道理及基于DS18B20的鋰動力電池單體溫度采集。
（來源：微信公眾號“動力電池網” ID：sd-dldc 作者：周志敏）
01.鋰動力電池單體溫度測量
鋰動力電池作為純電動汽車運行的獨一能量來源，是電動汽車的焦點組成部門，在電動汽車上飾演著同等于燃油車輛中“發動機”的主要腳色。為包養網站了使鋰動力電池處在最佳的任務狀態并且隨時掌握好鋰動力電池的荷電狀態，需求選包養用一種抗包養網VIP干擾才能強、測量精度高的溫度傳感器器件對鋰動力鋰動力電池單體的溫度進行準確測量。
隨著鋰動力電池的能量密度的晉陞和平安裕度的下降，鋰動力電池溫度對電池的包養容量、電壓、內阻、充放電效力、應用壽命、平安性和鋰動力電池分歧性等方面都有較年夜的影響，所以鋰動力電池在應用中必須進行溫度監包養網心得測。
測量的焦點包養網的問題是要了解鋰動力電池單體自己的溫度，通過溫度傳感器獲得鋰動力電池的冷卻開啟溫度點、限制功率溫度點、結束輸出溫度點、極端熱事務溫度點電路，如包養圖1所示。
今朝單體電池溫度的測量普通采用熱敏電阻包養作為溫度傳感器，采用分壓法由A/D 采樣來讀取熱敏電阻的端電包養網VIP壓，根據電阻—溫度關系可計算出溫度值。將熱敏電阻安裝在每個鋰動力電池單體上，分時將分歧鋰動力電池上的熱敏電阻接到A/D 采樣電路上進行溫度采樣，實現鋰動力電池單體溫度的巡檢。
在采用通俗熱敏電阻機箱溫度測量時，因其測量精度為±1.0℃，誤差較年夜。同時有時由于制造工藝緣由，熱敏電阻個體的溫度特徵不是很分歧，由此形成溫度測量校準的困難包養網比較。進行多點溫度巡檢時，同樣要解決分時通道選通問題，所以同樣就需求考慮設計簡潔性問題。
02.DS18B20 溫度傳感器特徵及測溫道理
（1）DS18B20 溫度傳感器特徵：
DS18B20是包養感情常用的數字溫度傳感器，其輸出的是數字信號，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾才能強，精度高的特點。DS18B20數字溫度傳感器接線便利，可應用于多種場合。S18B20的重要特徵如下：
1）適應電壓范圍3.0V～5.5V，在寄生電源方法下可由數據線供電。
2）DS18B20具有獨特的單線接口方法，在與微處理器連接時僅需求一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。
3）支撐多點組網效能，多個DS18B20可以并聯在唯—的三線上，實現組網多點測溫。最多包養網能并聯8個，假如數量過多，會使供電電源電壓過低，從而形成信號傳輸不穩定。
4）不需求任何外圍元件，所有的包養網傳感元件及轉換電路集成在外形如一只三極管的電路內。
5）測包養條件溫范圍－55℃～＋125℃，在－lO℃～＋85℃時精度為±0.5℃，固有測溫誤差（留意，不是辨別率，這里之前是錯誤的）1℃。
6）可編程的辨別率為9位～12位，對應的可辨別溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫。
7）在9位辨別率時，最多93.75ms便可把溫度轉換為數字，12位辨別率時最多750ms便可把溫度值轉換為數字。
8）直接輸出數字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯才能。
9）電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀，但不克不及正常任務。
（2）DS18B20測溫道理：
DS18B20測溫道理如圖2所示，在圖包養網比較2中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號發送給計數器1。高溫度系數晶振隨溫度變化其振包養網車馬費蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈沖輸進。圖2中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完成溫度測量。
計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，起首將-55 ℃所對應的基數分別置進減法計數器1和溫度存放器中，減法計數器1和溫度存放器被預置在 -55 ℃ 所對應的一個基數值。
計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，溫度存放器的值將加1，計數器1的預置將從頭被裝進，計數器1從頭開始對低溫度系數晶包養網振產生的脈沖信號進行計數，這般循環直到計數器2計數到0時，結束溫度存放器值的累加，此時溫度存放器中的數值即為所測溫度。
斜率累加器用于補償和修改測溫過程中的非線性，其輸出用于修改減法計數器的預置值，只需計數門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度存放器值達到被測溫度值。
由于DS18B20單線通訊效能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，是以讀寫時序很主要。系統對DS18B20的各種操縱必須按協議進行。操縱協議為：初始化DS18B20（發復位脈沖）→發ROM效能號令→發存儲器操縱號令→處理數據。因DS18B20采用一線通訊接口甜心花園，所以必須先完成ROM設定，否則記憶和把持效能將無法應用。起首供給以下效能號令之一：
1）讀ROM。
2）ROM婚配。
3）搜刮ROM。
4）跳過ROM。
5）報警檢查。
這些指包養合約令操縱感化在沒有一個器出來被困在這裡。件的64位光刻ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，總線也可以了解總線上掛有有幾多，什么樣的設備。
03.基于DS18B20的鋰動力電池單體溫度采集
鋰動力電池模組重要由多個單體電芯所組成，通過公道的模組設計，可以通過無限的幾個采樣點來獲得整個鋰動力電池模組內電芯的溫度。正常任務的時候，電芯的溫度是均勻的，而在鋰動力電池模組出現異常情況下，電芯的溫度會出現較年夜的溫差。考慮到電池治理系統對溫度測量實時性和準確性的請求，在進行電動汽車鋰動力電池單體溫度采集系統設計時，需求考慮以下問題：
1)溫度采集系統是整個電動汽車電池治理系統的一個主要組成部門，鑒于電池治理系統本身的復雜性，要盡量節省單片機端口資源的應用。
2)公道設計軟硬件，保證系統任務的穩定性和靠得住性。
3)請求系統可以識別單線總線上掛接的一切單總線器件，依照設計需求準確獲得目標器件的溫度值，并確保數據傳感器數據被總線把持器接受的準確性。
（1）DS18B20 的連接方法：
DS18B20 采用單總線技術，測溫范圍-55℃～+125℃，全數字溫度轉換及輸出，支撐多點組網效能，包養實現多點溫度采樣。采用DS18B20 多點組網效能也可以實現鋰動力電池單體溫度采樣，可是多點采樣時需求識別每個DS18B20 獨有的ROM 碼，影響采樣包養速率，同時無法將ROM碼同器件的實際物理地位關聯起來。
所以多點包養管道包養感情組網效能不適合鋰動力包養條件電池單體溫度的巡檢。基于DS18B20的分時讀取數據的多點溫度采樣方式，采樣啟動和數據讀取都是跳過ROM 碼校驗進行的。
DS18B20 的連接方法如圖3 所示，在圖3中 K1、K2,……Kn是光電繼電器，其通斷情況同樣由移位存放陣把持。一開始K1,K2,……Kn 所有的閉合，MCU向一切DS18B20 發送采樣啟動號令，啟動號令發送完后斷開一切光電繼電器，然后逐個閉合K1、K2,……Kn，讀取相應傳感器包養網評價的溫度數據，實現分時讀取數據。采用同時啟動分時讀取數據的多點溫度采樣方式，其所用時間僅比單點溫度采樣所用的時間多了數據讀取的時間，所以其采樣速率比較快。
（2）DS18B20的供電方法:包養網
1）DS18B20在寄生電源供電方法甜心寶貝包養網下，DS18B20從單線信號線上吸取能量，在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內部電容里，在信號線處于低長期包養電平期間耗費電容上的電能任務，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。寄生電源供電方法的優點有：
1）進行遠距離測溫時，無需當地電源。
2）可以在沒有常規電源的條件下讀取ROM。
3）電路加倍簡潔，僅用一根I/O口實現測溫。
要想使DS18B20進行精確的溫度轉換，I/O線必須保證在溫度轉換期間供給足夠的能量，由于每個DS18B20在溫度轉換期間任務電流達到1mA，當幾個溫度傳感器掛在統一根I/O線上進行多點測溫時，只靠4.7kΩ上拉電阻就無法供給足夠的能量，會形成無法轉換溫度或溫度誤差極年夜。
2）DS18B20寄生電源強上拉供電包養軟體方法。為了使DS18B20在動態轉換周期中獲得足夠的電流供應，當進行溫度轉換或拷貝到E2存儲器操縱時，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可供給足夠的電流，在發出任何觸及到拷貝到E2存儲器或啟動溫度轉換的指令后，必須在最多10μs內把I/O線轉換到強上拉狀態。在強上拉方法下可以解包養一個月價錢決電流供應缺乏的問題，是以也適合于多點測溫應用，缺點就是要多占用一根I/O口線進行強上拉切換。
3）DS18B20的內部電源供電方法。在內部電源供電方法下，DS18B20任務電源由VDD引腳接進，此時I/O線不需求強上拉，不存在電源電流缺乏的問題，可以保證轉換精度，同時在總線上理論可以掛接肆意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統。在內部供電的方法下，DS18B20的GND引腳不克不及懸空，否則不克不及轉換溫度，讀取的溫度總是85℃。
（3）DS18B20應用中應留意事項：
DS18B20雖然具有測溫系統簡單、測溫精度高、連接便利、占用口線少等優點，但在實際應用中也應留意以下問題：
1）較小的硬件開銷需求相對復雜的軟件進行補償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數據傳送，是以，在對DS18B20進包養價格行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。在應用PL/M、C等高級語言進行系統法式設計時，對DS1820操縱部門最好采用匯編語言實現。
2）音顯然不太對勁。當單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需求解決微處理器的總線驅動問題，這一點在進行多點測溫系統設計時要加以留意。
3）連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的，當采用通俗信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數據將發生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏障電纜時，正常通訊距離可達150m，當采用每米絞合次數更多的雙絞線帶屏障電纜時，正常通訊距離進一個步驟加長。在用DS18B20進行長距離測溫系統設計時，要充足考慮總線分布電容和阻抗婚配問題，否則總線分布電容將使信號波形產生畸變。
4）在DS18B20測溫法式設計中，向DS18B2我嗎」「我六點下班」0發出溫度轉換號令后包養網，法式總要等候DS18B20的前往信號，一旦某個DS18B20接觸欠好或斷線，當包養法式讀該DS18B20時，將沒有前往信號，法式進進逝世循環。這一點在進行DS18B20硬件連接和軟件設計時也要給予必定的重視。測溫電纜線應采用屏障4芯雙絞線，此中一對線接者不能離開座位。」地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏障層在源端單點接地。
TC: