NTC温度传感器工作原理及其在新能源和储能领域应用场景分析

什么是 NTC 温度传感器？

NTC（Negative Temperature Coefficient ，即负温度系数）温度传感器是一种由NTC热敏电阻、探头(金属外壳、塑胶壳或树脂封装式等）、电子延长线以及端子连接器组成。

常见类型的NTC温度传感器见下图：

NTC温度传感器工作原理主要是利用 NTC 热敏电阻的热敏效应，电阻值随着温度的上升而迅速下降，随着温度的降低而上升。利用这一特性, 可将 NTC 热敏电阻通过测量其电阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的。

NTC热敏电阻通常由2种以上金属氧化物混合, 通过研磨、预烧、成型等工艺形成素体芯锭，素体芯锭在1000℃以上的高温环境下进行锻烧，形成陶瓷素体（如下图）。

氧连结金属往往会提供自由电子，而陶瓷通常是极好的绝缘体，但只有在理论上，当温度接近绝对零度时，热敏电阻型陶瓷才是这种情况。但是当温度增加至较常见的范围时，热激发会抛出越来越多的自由电子，而随着越来越多电子载流通过陶瓷，有效阻值则降低，电阻随温度的变化极为灵敏。

在切片半导体素体表面涂装并烧结上银或金的电极金属材料，即可进一步划片制作成NTC半导体芯片。

NTC 芯片是热敏电阻及温度传感器的重要核心组成部分，所有的热敏电阻都由NTC芯片构成，其主要特点是测量温度和温度控制。

NTC 芯片中又分为金电极及银电极两种，金电极芯片涂的是金浆，银电极涂的是银浆，金、银浆的作用是便于其传输和连接，深圳科敏是国内唯一能批量生产NTC金电极半导体芯片的厂家。

在额定室温下，基本材料的电阻率，大小和几何形状，以及电极的接触面积等决定了电阻大小。

通常厚而窄的热敏电阻具有相对高的电阻，而形状是薄而宽的则具有较低电阻。

NTC 温度传感器在新能源和储能领域应用场景列举分析

1、储能领域温度传感器

集装箱式储能系统中电池排布紧密且集装箱环境相对封闭， 电池热量容易集聚导致温升过 高，进而影响电池的寿命和使用性能。所以，热管理对于集装箱式电池储能的系统安全、可靠运行具有重要意义！

2 、新能源汽车充电系统温度传感器

针对充电枪自身的温度控制，通过在充电枪中设置温度传感器检测充电枪温度，利用NTC热敏电阻等温度传感器的特性，温度越高，阻值越小，来设定温度值，以此对充电枪的温度进行控制。

3 、新能源动力电池水温水冷传感器

一般安装在电池包液冷系统上，与冷却液直接进行接触，用于测量汽车电池包的冷却液温度, 该温度传感器里面使用了 NTC 热敏电阻，电阻的阻值会随着温度的升高而降低，当降到一定程度的时候就会发出警报。

3、汽车动力电池包温度传感器

科敏的电池 BMS 热管理系统温度传感器，可用于动力电池模组电芯的温度采样，采集数据通过数据采集模块汇总、分析再传输给给电池管理系统主控制器模块，电池包温度控制可有效保障电池系统高效安全运行。

4、其它新能源和储能应用场景MEMES或模组集成传感器

随着新能源汽车和储能行业的发展的机遇到来，智能化技术越来越成熟，智能化性能要求也越来越高，再加上智能物联技术在这个领域开始被广泛应用，在这个行业里的传感器用量未来必然会越来越多，而应用环境也会越来越复杂，且精确度及耐久性也会越来越高，可以预见的是，金电极NTC半导体芯片作为极具优势的产品，也将会越来越广泛地被应用到这些领域。