Temperatur in Akkublöcken überwachen

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Einfache Warnanzeige für die Hotspot-Überwachung

Der Ausgangsbereich wird auf 0,2 bis 4,2 V über einen Temperaturbereich von –20 bis 60 °C eingestellt. Dies entspricht dem Betriebsbereich der meisten Lithium-Ion-Akkuzellen. Der durchschnittliche Abfall der Ausgangsspannung beträgt 50 mV/°C, was 30 A/D-Wandler-Zählungen pro Grad Temperaturänderung entspricht. Das exakte Bestimmen der Temperatur für die Schaltungswerte ist in Bild 1b dargestellt. Eine über ein Akkusystem verteilte Diodenreihe ist eine einfache und preiswerte Methode für eine „Hotspot“-Warnanzeige.

Den Aufbau zeigt Bild 2a. Diese Warnung zeigt jedoch nur an, dass es eine Überhitzung irgendwo im System geben kann. Der exakte Ort für diese Übertemperatur ist unbekannt. Das System sollte im Interesse der Sicherheit aber abgeschaltet werden, bis weiterführende Diagnosen erfolgen. Jede Diode ist aus derselben Quelle vorgespannt und besitzt einen Temperaturkoeffizienten von –2mV/°C. Die über der Diodenreihe gemessene Spannung ist die der heißesten Diode mit dem geringsten Vorwärts-Spannungsabfall.

Es kann eine beliebige Anzahl Dioden verwendet werden. Der eingebaute A/D-Wandler hat eine Auflösung von 1,5 mV pro Zählung. Ein Abfall von 150 Zählungen in der ADC-Code-Messung bei normalem Betrieb würde einen Hot-spot mit einem Temperaturanstieg um 75 °C anzeigen. In Bild 2b ist die Spannung über der Diodenreihe mit nur einer Diode, die eine Temperaturänderung verursacht, dargestellt. Die anderen drei Dioden behalten ihre Temperatur von 20 °C bei.

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