摘要：温度作为影响电池性能和寿命的关键参数之一，温度监测技术的精确性和可靠性在新能源汽车领域变得尤为关键。NTC热敏电阻作为一种常见的温度传感器，由于其具有灵敏度高、响应速度快、测温精度高及稳定性好的特点，被广泛应用于温度测量领域。本研究旨在开发基于NTC热敏电阻的温度监测技术，为新能源汽车领域提供稳定、精准的温度监测解决方案。

关键词：新能源汽车；动力电池；温度监测；NTC热敏电阻

引言：动力电池在使用过程中，温度的变化会对其性能和寿命产生重要影响。因此，准确监测和控制动力电池的温度至关重要。目前，NTC热敏电阻作为一种常用的温度传感器，被广泛应用于各个领域。其特性是在不同温度下，电阻值会发生明显的变化。

一、NTC热敏电阻的原理

NTC热敏电阻是一种半导体测温元件，其电阻值随温度的变化呈现显著变化。它的特殊之处在于，随着温度的升高，其电阻值减小，因此被称为负温度系数电阻。

NTC热敏电阻的工作原理基于半导体材料的温度敏感性质。它是以锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）和铝（Al）等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上类似锗、硅等半导体材料。温度低时，NTC热敏电阻材料的载流子（电子-空穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，受热激发跃迁到较高能级而产生新的电子-空穴，使参加导电的载流子数目增加，所以电阻值降低。

二、新能源汽车动力电池温度监测技术：基于NTC热敏电阻的解决方案

（一）传感器选型与布局

在选择适合的NTC热敏电阻时，需要考虑多个因素以确保温度监测的准确性和稳定性。首先，需要选择具有合适温度测量范围的热敏电阻，以覆盖电池组内各个区域的温度变化。同时，电阻的响应时间也是一个重要因素，快速响应的热敏电阻可以提供实时的温度数据。此外，电阻的精度、基准温度与测控温区的重合度对温度监测的准确性至关重要。提高热敏电阻精度并使基准温度靠近测控温区中心值可以提高温度测量结果。因此，需要选择具有较高响应速度、高精度并使其基准温度靠近测控温区中心值得的热敏电阻。为了获取全面的温度信息，需要合理布局热敏电阻。在电池组内部，可以将多个热敏电阻布置在不同位置，覆盖整个电池组区域。这样可以实现多点温度监测，及时发现电池组内部的温度异常情况。

（二）温度补偿与校准

由于热敏电阻的特性受环境影响较大，需要进行温度补偿和校准，以提高温度监测的准确性。温度补偿是根据热敏电阻的特性进行修正，消除环境温度对温度测量的影响。通过与准确温度测量设备进行对比，可以建立温度与电阻值之间的关系模型。根据该模型，可以实时对测量的电阻值进行补偿，得到更准确的温度值。校准是为了消除热敏电阻本身的误差。通过与已知温度源进行对比，可以确定热敏电阻的误差，并将其纳入校准模型。在温度测量过程中，根据校准模型对测量结果进行修正，提高温度监测的精度。

（三）数据采集与处理

为了获得温度监测数据，需要将热敏电阻测得的电阻值转化为数字信号，并进行数据采集和处理。一方面，可以利用合适的模数转换器（ADC）将热敏电阻的电阻值转换为数字信号。这样可以将连续变化的温度值转化为离散的数字数据。另一方面在数据处理阶段，可以采用滤波技术对数据进行处理，降低由于噪声干扰引起的测量误差。滤波技术可以平滑温度数据曲线，提取出温度变化的趋势，并消除突发的噪声干扰。

（四）实时监测与预警

搭建实时监测平台，将传感器采集到的温度数据传输至车辆控制单元（ECU）或云端服务器，实现对电池温度的实时监测。在实时监测平台上，可以建立温度阈值模型。一旦监测到温度超出设定范围，系统会触发预警机制，及时通知驾驶员或维护人员采取相应措施。预警机制可以通过声音、视觉或警报等方式提醒相关人员注意温度异常，以防止温度过高引发安全隐患。通过实时监测和预警系统，可以及时发现电池温度异常情况，并采取相应的措施来避免潜在的风险。这可以包括停止充电或放电过程，调整电池工作参数，降低电池输出功率等措施，以保护电池组的安全性和稳定性。

（五）温度管理策略制定

基于温度监测数据，可以制定合理的温度管理策略，以优化电池组的性能和寿命。在高温环境下，可以采取降低电池输出功率的策略，以减少温度上升速度并保护电池组健康。这可以通过限制电流或降低充放电速率来实现。在低温环境下，可以选择预热电池的策略，提前将电池加热到适宜工作温度范围，以提高电池性能和寿命。预热可以通过预加热系统或利用车辆电源进行加热来实现。此外，还可以根据温度监测数据对电池工作参数进行动态调整。例如，根据温度变化调整充放电截止电压、电流限制等参数，以优化电池的充放电过程和性能。

结束语

综上所述，基于NTC热敏电阻的新能源汽车动力电池温度监测技术在推动新能源汽车发展、提升能源利用效率以及实现智能化温度管理方面具有重要意义，相信在未来的发展中将继续发挥重要作用。

参考文献：

[1]廖黄盛. NTC热敏电阻电性能的一致性和稳定性研究[D].华南理工大学，2022.

[2]周斌.一种用于新能源汽车电机绕组测温的NTC热敏电阻[J].汽车实用技术，2020（05）：23-25+61.