來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：衛(wèi)星電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，在不同充電和放電條件下，監(jiān)測(cè)電池組每節(jié)電池的溫度，進(jìn)行電池性能評(píng)估，優(yōu)先出溫度一致性高的電池，用于衛(wèi)星供電。該系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于清華大學(xué)微小衛(wèi)星的電池性能評(píng)估和優(yōu)選中。 關(guān)鍵詞：衛(wèi)星電池組 溫度監(jiān)測(cè) 性能評(píng)估 太空中太陽(yáng)能是衛(wèi)星首選電池，但是衛(wèi)星進(jìn)入地球的陰影區(qū)，就必須改由電池組供電。地球同步軌道下每天最長(zhǎng)陰影時(shí)間為72分鐘，近地球軌道下為30分鐘。一般來說，電池組限制了衛(wèi)星的壽命。 由于電池串聯(lián)使用，電池組的質(zhì)量取決于性能最差的那節(jié)電池。電池的充放電效率隨使用時(shí)間的增加到逐漸降低，其周期平均溫升也逐漸增大[1]。以不同電流對(duì)電池組進(jìn)行恒流充放電，監(jiān)測(cè)電池組各節(jié)電池的溫度，可以對(duì)電池進(jìn)行性能評(píng)估，優(yōu)選出溫度一致性高的電池，用于衛(wèi)星供電。 1 電池組溫度監(jiān)測(cè)原理 清華大學(xué)微小衛(wèi)星對(duì)電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求為： 測(cè)溫范圍：-10℃～60℃ 測(cè)量誤差：<0.2℃ 采樣頻率：>1khz 模擬集成溫度傳感器[1]和數(shù)字集成溫度傳感器[2]是常用的新型溫度傳感器，但是前者測(cè)溫精度不夠高，后者轉(zhuǎn)換時(shí)間太長(zhǎng)。傳統(tǒng)的電橋測(cè)量熱電阻的測(cè)溫方法[3]由于測(cè)量元件多，精度和抗干擾能力不足。因此，常用的測(cè)溫方法很難滿足衛(wèi)星電池組溫度監(jiān)測(cè)的特殊要求。

作者等人自行設(shè)計(jì)的衛(wèi)星電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用光電繼電器選通多路pt100溫度傳感器，通過一片pt1000的專用芯片adt70直接將電阻輸入變成電壓輸出到a/d采集卡，具精度高、采樣速率快、一致性好、抗干擾能力強(qiáng)和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，可以很好地滿足以上要求。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、高精度地監(jiān)測(cè)64節(jié)電溫度，根據(jù)各過程每個(gè)電池的溫度曲線進(jìn)行電池性能評(píng)估和優(yōu)選。 2 硬件組成 衛(wèi)星電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖見圖1。計(jì)算機(jī)通過數(shù)字i/o卡輸出6位數(shù)字量到多路溫度選通電路，選通單節(jié)電池的溫度，經(jīng)過溫度監(jiān)測(cè)電路處理后送a/d采集卡。

2.1 溫度監(jiān)測(cè)電路 溫度監(jiān)測(cè)電路見圖2。pt1～pt64為鉑電阻pt1000，分別固定在各節(jié)電池表面。adt70為pt1000的專用芯片。為了提高各路溫度測(cè)量的一致性，系統(tǒng)共用一個(gè)adt70，采用繼電器kt1～kt64選通各溫度傳感器。為減小重量和體積，系統(tǒng)采用單電源供電，串聯(lián)偏移電阻可以將溫度測(cè)量范圍擴(kuò)展到零度以下。 根據(jù)輸出電壓計(jì)算溫度的公式如下： t=[(u×r1)/249.56]-(r2/3.85) (1) 其中，u為輸出電壓，r1為rga和rgb之間的電阻，r2為偏移電阻。 實(shí)際取r1=5kω，r2=80kω，則溫度測(cè)量范圍為-20℃～80℃，電壓隨溫度變化率為49.9mv/℃。 2.2 多路溫度選通電路 模擬開關(guān)導(dǎo)通電阻太大，不能用于電池組多路溫度選通。一般采用機(jī)械繼電器實(shí)現(xiàn)電池組多路溫度選通。但是機(jī)械繼電器存在明顯的噪音，開關(guān)速度和長(zhǎng)期可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，而且和數(shù)字電路的接口需要附加驅(qū)動(dòng)電路，重量和體積過大，因而不能滿足衛(wèi)星電池組溫度監(jiān)測(cè)要求。采用光電繼電器，可以很好地解決以上問題。 多路溫度選通電路見圖3。d1～d6為數(shù)字量輸入，u0～u8為74hc138譯碼器，實(shí)現(xiàn)64選1。光電繼電器kt1～kt64用于多路