在国家和地方政策双轮驱动、逐步完善的强制性标准、“新三化”等趋势的持续推动下，新能源汽车发展迅猛。电池是新能源汽车的动力源泉，电池安全重要性不言而喻，【NXP】NBPx电池压力监测传感器应运而生。

电池热失控的危害

随着新能源汽车的推广，电池的应用越来越广泛，其中锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、可快速充放电，对环境较为友好等优点，被称为绿色电池，逐渐成为各种应用的首选。但在使用过程中，需要提防热失控现象的出现。热失控现象及其强度，与电池的大小、配置和电池单元的数量有关。导致的原因可能是过充电、过放电、短路、高温、挤压、碰撞等。

当单节电池出现热失控，其内部会产生大量的热量和气体，在密闭的电池空间内，随着热量和气体的不断累积，内部压力随之不断增加，最终导致电池外壳破裂，大量的热量和气体随之迸发出来，相邻的电池也会被迅速感染，相继出现热失控。这个传播过程是非常迅速的，热失控极易引发的电池包起火，甚至爆炸，直接威胁到了人员的生命安全。

检测热失控的方法

如何在早期监测电池的热失控，确保在危险发生之前提供可靠的报警信号，成为了一个热门的研究课题。可行的监测器件有电压传感器、烟雾检测器、温度传感器、压力传感器。其中，压力传感器是一个不错的选择。因为在热失控过程中，压力信号特征非常明显。当有单节电池发生热失控时，伴随着温度上升，气体喷发，包内压力会急剧升高，当包内压力大于外界压力到一定值时，防爆阀会瞬间打开，释放内部压力，防止严重的爆炸事故发生。

NBPx Family 简介 --Battery Pressure Monitoring Sensors (BPMS)

NBPx系列压力传感器，全名是电池压力监测传感器，简称BPMS。顾名思义，这就是专门为电池包压力检测设计的一款全新的产品。芯片采用QFN封装，符合车规级，内部集成了8位CPU，恩智浦提供了出厂固件，使之成为随时可用的电池压力检测传感器。其可以自己检测包内的压力变化，通过内置算法判断压力变化，一旦触发预先设定的条件，就会通过中断向外部MCU给出报警信号。在整个过程中，无需外部MCU的参与。也就意味着外部MCU可以进入睡眠或关停状态，只需要给BPMS供电，就能对包内单节电池热失控进行及时有效的监控。

NBPx的先进性

1、NBPx系列压力传感器独特的性能和配置决定了其在电池包压力检测应用中的先进性。

首先是用户可选的采样周期，NBP8从10ms到1000ms共有7种采样周期可选。不同的采样周期不仅决定了数据输出速度，同时也提供了不同的功耗选项，用户可以根据电池包的规格或者车辆运行的不同状态选择不同的采样周期，相应的平均功耗从460 uA到5 uA可选。

2、NBPx支持10 bit的压力测量、8 bit内部温度测量和8 bit内部电压测量。

压力测量是BPMS的本职工作，内部温度测量主要是支持对压力读值进行温度补偿，内部电压测量是支持自检程序的运行。

3、NBPx内部的FIFO堆栈可以存储12组最近的压力读值。

这一配置不仅可以满足内部算法的需求，同时，也可以支持外部MCU在收到中断信号后对数据进行验证。

4、NBPx提供了三种用户可配置的阈值检测。

一是固定压力值检测，也就是判断当前读值是否超过了预设的压力值。二是相对压力值检测，通过计算前后两次压力测得值之差来判断上升压力是否超过了预设的差值。三是压力变化率检测，这是电池包压力检测通用的算法，即以kpa/s为单位的压力变化率数据。在传感器运行过程中，一旦检测到剧烈的压力变化就会触发中断信号。

5、NBP9额外增加了一路PWM输出。

输出频率为100赫兹，以占空比的形式可实现压力读值的实时连续输出，以及压力上下溢出报警及自检报警等。

在BPMS的运行过程中，主要包括周期时间和触发时间，周期时间是传感器按照默认设置或在初始化时由外部MCU设定来工作的。在运行过程中，如果有报警或错误发生，传感器会通过中断引脚通知外部MCU，如果没有报警或错误发生，则继续按照设定的程序运行。以此来检测电池状态，防止严重的热失控情况发生。

关键词:NBPx 电池压力检测 传感器

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来 源：ZLG立功科技

编辑：仪器仪表WXF

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