传感器延长汽车电池的寿命
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三、性能状态
性能状态反映的是电池的一般状态，和其与新电池相比存储电荷的能力。SoH计算非常复杂同时依赖对电池化学成分了解和环境。一个电池的SoH受很多因素的影响，包括电荷承受力，内部阻抗，电压，自放电和温度。这些因素的存在很难在汽车这样的环境中进行实时测量。SoH的最好状态发生在启动阶段（引擎工作），此时电池处在最大负载下。
汽车电池性能实际运算中，领先的是传感器开发者，例如Bosch，Hella和其他的，SoC和 SoH计算几乎是保密的大多数还受专利保护。作为知识产权的拥有者，他们通常与电池制造商联系密切开发这些算法，例如Varta 和Moll。
图1 离散传感电池解决方案
图1表示的是传感电池通常使用的独立电路，电路可以分成三个部分：
（1）电池传感：电池电压通过从电池正极分流的阻抗衰减器感应。对于感应电流，一个感应电阻（12V时通常100 microohms）被放置在电池负极和地面之间。这种结构，汽车的金属底盘一般为地面，这些传感阻抗安装在电池的电流回路中。在相对的结构中，电池负极认为是地面。对于SoH计算，也需要感应电池的温度。
（2）微控制器：微控制器或MCU主要完成两个任务。首先处理A/D转换器的结果。这个工作可能像完成基本过滤一样简单也可能像计算SoC 和 SoH一样复杂。实际中的作用依赖于MCU的处理能力和汽车制造商的需要。第二项工作是将处理过的数据通过通信界面发送到ECU。
（3）通信界面：目前本地网络连接（LIN）是电池传感器和ECU之间通信最常用的通信界面。LIN是相对于CAN协议的单线，低成本的解决方案。
这是电池传感最简单的可行结构图。然而同步电池的电压或电流，或电池电压，电流和温度需要更精确的电池感应运算。这种同步样本需要增加两个A/D转换器。同时增加了复杂性，A/D和 MCU需要调节能量供应以进行正确操作。这已经由LIN接收器制造者通过能量调节供应装置解决。
摆在汽车精确电池传感面前的下一个问题是，一个整合A/D，MCU和LIN收发器的装置。一个例子是来自Analog Devices Inc 的ADuC703x精确模拟微电子控制器。ADuC703x每秒可选择三个或四个8-k样本，16比特sigma-delta A/Ds，20.48-MHz ARM7TDMI MCU，和一个完整的LIN v2.0收发器。ADuC703x家族通过一个芯片调整器直接从铅酸电池获得动力。
为了解决汽车电池传感的需要，前端包括一个电压衰减器检测电池电压；可编程放大器测量电流，其量程为1A～1，500A，使用时与100-microohm电阻相连；积聚功能允许不使用软件下进行库仑计算；和芯片上的一个温度传感器。使用这种综合设备的解决方案如图2所示。
几年前，只用高端汽车拥有电池传感器。如今，安装小型电子配件和小发明的中低档汽车正在增加，10年前这些只能在高端汽车中见到。由于铅酸电池使这些功能不断增加。过不了多少年，每辆汽车都将安装电池传感器，减少由于增加电子设备导致的报废。(end)
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