电池管理系统BMS---原理篇
电池管理系统bms的工作原理
电池管理系统bms的工作原理电池管理系统概念电池管理系统，BMS（BatteryManagementSystem），是电动汽车动力电池系统的重要组成。
它一方面检测收集并初步计算电池实时状态参数，并根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的通断；另一方面，将采集的关键数据上报给整车控制器，并接收控制器的指令，与车辆上的其他系统协调工作。
电池管理系统，不同电芯类型，对管理系统的要求往往并不一样。
电池管理系统功能一般而言电动汽车电池管理系统要实现以下几个功能：1、准确估测动力电池组的荷电状态：准确估测动力电池组的荷电状态（StateofCharge，即SOC），即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
2、动态监测动力电池组的工作状态：在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄（应该为动力电池组）电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。
同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。
除此以外，还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。
3、单体电池间、电池组间的均衡：即在单体电池、电池组间进行均衡，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。
电池均衡一般分为主动均衡、被动均衡。
目前已投入市场的BMS，大多采用的是被动均衡。
均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。
电池管理系统原理电池管理系统（BMS），即BatteryManagementSystem，通过检测动力电池组中各单体电池的状态来确定整个电池系统的状态，并根据它们的状态对动力电池系统进行对应的控制调整和策略实施，实现对动力电池系统及各单体的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。
新能源汽车bms工作原理
新能源汽车bms工作原理新能源汽车BMS（Battery Management System）是指电动汽车或混合动力汽车中用于管理电池的系统。
它是一个集成的硬件和软件系统，用于监测、控制和保护电池组的工作状态，以确保电池的安全性、可靠性和性能。
BMS的工作原理可以分为几个关键步骤。
首先，BMS通过电流传感器实时监测电池组的充放电电流，以了解电池的工作状态。
同时，电压传感器用于监测电池组中每个单体电池的电压，以保持电池组的电压平衡。
BMS通过温度传感器监测电池组的温度，以防止温度过高或过低对电池的影响。
当温度超过设定的安全范围时，BMS会采取相应的措施，如减少充电速度或断开电池的连接，以保护电池免受损坏。
BMS还通过电池容量估计算法来估计电池组的剩余容量。
这是通过对电池组的充放电过程进行监测和分析得出的。
BMS会根据充放电效率、电流和电压等参数来计算电池组的容量，并将其显示在仪表盘上供驾驶员参考。
BMS还负责电池的均衡控制。
由于电池组中每个单体电池的性能会有差异，容易导致电池组中某些单体电池充放电不均衡。
BMS会监测每个单体电池的电压，并通过控制充放电过程来实现电池组的均衡，以延长电池的使用寿命。
BMS还具有故障诊断和保护功能。
当BMS检测到电池组出现故障时，它会及时报警并采取相应的措施，如切断电池的连接，以避免故障扩大。
同时，BMS还可以记录电池组的工作数据和故障信息，以便维修人员进行故障诊断和维护。
新能源汽车BMS是保证电池组安全、可靠和性能的关键系统。
通过实时监测和控制电池组的充放电电流、电压、温度等参数，BMS 能够确保电池组的正常工作，并延长电池的使用寿命。
它的工作原理涉及电流传感器、电压传感器、温度传感器、容量估计算法等多个方面，通过集成的硬件和软件系统实现对电池的全面管理和保护。
BMS的发展将进一步推动新能源汽车的普及和发展。
电池管理系统BMS---原理篇
电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测，以提供必要的信息。
因此，BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数，从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率，并实现CO2减排功能。
BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS)，它可以测量电池的端电压、电流和温度，并计算出电池的状态。
电能管理系统用来为起停系统供电的典型供电网络包含一个车身控制模块(BCM)、一个电池管理系统(BMS)、一个发电机和一个DC/DC转换器(见图1)。
BMS借助专用的负载管理算法为BCM提供电池状态信息，BCM通过对发电机和DC/DC转换器进行控制来稳定和管理供电网络。
DC/DC转换器为汽车内部的各个用电部件分配电能。
通常，铅酸电池的BMS直接安装在电池夹上的智能连接器中。
该连接器包括一个低阻值的分流电阻(通常在100μΩ范围内)和一个带有高度集成器件(具有准确测量和处理功能)的小型PCB，称为智能电池传感器(IBS, 见图2)。
IBS即便是在最恶劣的条件下以及在整个使用寿命中都能以高分辨率和高精确度测量电池电压、电流和温度，从而正确预测电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)。
这些参数定期或根据要求通过已获汽车行业认证的车载网络传送至BCM。
除上述功能与参数性能外，对IBS提出的其它关键要求包括低功耗、能够在恶劣的汽车环境中(即EMC、ESD)工作、进行汽车OEM厂商验收的车载通信接口一致性测试(即LIN)、满足汽车等级测试限制(针对被测参数的6σ限制)，另外还需符合AEC-Q100标准要求。
电池监控正如前一段中所提到的，IBS的主要用途是监控电池状态，并根据需要将状态变量传送至BCM或者其他ECU。
将测量到的电池电流、电池电压和温度采样值作为电池监控输入。
电池监控输出为SoC、SoH和SoF。
1. 充电状态(SoC)SoC的定义非常直观，通常以百分数的形式表示。
储能BMS系统-高精度电流测试检测技术原理
储能BMS系统-高精度电流测试检测技术原理BMS（Battery Management System，电池管理系统）是电动汽车、储能系统和其他需要高性能电池应用中的关键组件。
它负责监控电池的状态，执行必要的诊断，并控制电池的充放电过程以确保安全性和延长使用寿命。
锂离子电池储能系统的BMS实行两级控制架构：针对电芯的电池管理单元（BMU）和针对电池模块的集中管理单元（CMU）。
BMU负责电池模块内电芯级别的控制，包括电芯电压和温度信号监控、均衡控制、荷电状态（SOC）估算、电池健康状态（SOH）估算和热管理控制。
电芯状态数据通过CAN 总线传输到CMU。
CMU负责模块级别的控制，包括系统继电器的控制、告警信号输出、与外部设备的输入输出。
CMU汇总串联电池组中所有电芯的状态信息，包括电压、电流、温度、SOC、SOH，经触摸屏显示，或通过RS485与PC计算机通讯，用于系统配置和故障诊断。
CMU与BMU 和外部设备之间均通过CAN总线通讯，提高系统的可靠性。
储能电池管理系统结构示意图在储能BMS中，高精度电流检测技术对于实现这些功能至关重要。
以下是几种常见的高精度电流检测技术：准确的电量计算：通过高精度的电流检测，BMS可以精确计算电池的充放电电量，实现电池电量的有效管理，防止过充或过放现象的发生，从而延长电池的使用寿命。
状态监控：高精度的电流检测能够实时监控电池的工作状态，及时发现异常情况如短路、过载等，确保电池的安全运行。
寿命预测：长期的电流数据分析有助于BMS预测电池的使用寿命，为制定合理的维护计划提供依据，从而进一步延长电池的使用寿命。
能量管理：精确的电流检测有助于优化电池的能量管理策略，提高系统的整体能效。
1、分流器电流检测技术原理：通过在电路中串联一个已知电阻（分流器），测量其两端的电压降来计算电流。
优点：成本低、结构简单。
缺点：分流器的电阻值和温度系数对测量精度有较大影响，需要进行温度补偿和校准。
动力电池bms管理系统工作原理
动力电池bms管理系统工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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上海电动叉车锂电池bms原理
上海电动叉车锂电池bms原理
上海电动叉车锂电池的BMS（电池管理系统）原理是通过监
测和控制锂电池的电压、电流、温度等参数，保证电池的安全运行，并延长电池的使用寿命。
BMS主要由以下几个模块组成：
1. 电池状态监测模块：监测电池组的电压、电流、温度等参数，并将数据传输给控制模块进行处理和判断。
2. 电池均衡模块：当电池组中有个别电池容量或电压偏离较大时，电池均衡模块会对这些电池进行调整，确保各个电池之间的电量均衡。
3. 电池保护模块：当电池组出现过流、过压、超温等异常情况时，电池保护模块会及时切断电池组与车辆之间的连接，以避免损坏电池或引发安全事故。
4. 通讯与控制模块：通过与车辆控制系统进行通讯，实现对电池的监测、控制和管理。
可以设置参数、查询电池状态、分析电池使用情况等。
BMS的工作原理是通过不断监测电池的状态，判断电池组是
否正常工作。
如果有异常情况出现，BMS会根据预设的保护
策略采取相应的措施，以确保电池组的安全和可靠运行。
同时，BMS还会对电池组进行均衡控制，避免因个别电池容量差异
过大而导致电池寿命缩短。
总之，BMS在电动叉车锂电池的
使用过程中起到了保护电池、延长电池寿命和提高安全性能的重要作用。
bms主要工作原理
bms主要工作原理一、电池状态监测BMS（电池管理系统）的核心功能之一是对电池状态的实时监测。
这包括电池的电压、电流、温度等关键参数的测量和监控。
通过这些数据，BMS可以判断电池的当前状态，如电量、健康状况等。
二、电池充放电控制BMS负责控制电池的充放电过程。
在充电时，BMS会根据电池的当前状态和充电机的状态，选择合适的充电方式和电流大小，确保电池安全、高效地充电。
在放电时，BMS会根据负载的需求和电池的状态，控制放电电流的大小，确保电池在放电过程中不会过热或过度放电。
三、电池故障诊断与保护BMS具备故障诊断功能，可以实时监测电池的状态，一旦发现异常，如过热、过充、过放等，会立即采取保护措施，如切断充电或放电电路，防止电池损坏。
同时，BMS还会记录故障信息，为后续的故障分析和处理提供依据。
四、电池性能优化BMS可以根据电池的使用历史数据和当前状态，对电池的性能进行优化。
例如，对于一个已经使用了一段时间的电池，BMS可以通过调整充电和放电策略，延长电池的使用寿命。
同时，BMS还可以根据电池的性能参数，对电池进行分组管理，提高整个电池系统的性能。
五、电池状态估计与均衡管理BMS通过对电池状态的实时监测和历史数据的分析，可以对电池的剩余电量进行估计。
同时，BMS还可以对电池进行均衡管理，防止电池过充或过放，确保所有电池都在一个良好的工作状态。
六、通信与信息交互BMS需要与外部设备进行通信和信息交互。
例如，BMS需要与充电机、负载等设备进行通信，以实现充电和放电的控制。
同时，BMS还需要与上层管理系统进行通信，上传电池的状态信息和故障信息，接收上层管理系统的控制指令。
七、安全管理与认证管理BMS需要进行安全管理，确保只有授权的用户可以访问电池系统。
同时，BMS还需要进行认证管理，对用户的身份进行验证，防止非法访问。
此外，BMS还需要对电池的安全性进行管理，防止电池出现故障或异常情况。
八、系统可靠性管理BMS需要进行系统可靠性管理，确保电池系统的稳定性和可靠性。
电池管理系统BMS
电池管理系统BMS
蓄电池管理系统作为电池和整车控制器VCU以及驾驶者沟通的桥梁，通过控 制接触器控制动力蓄电池组的充放电，并向整车控制器上报动力蓄电池系统的基 本参数及故障信息。
电池管理系统BMS
二、蓄电池管理系统（BMS）基本功能
蓄电池管理系统实时监
测动力蓄电池电压、电流、温
度等参数，根据检测参数进行 热管理、电池均衡管理、荷电
电池管理系统BMS
电池管理系统BMS
一、蓄电池管理系统（BMS）定义
在国家标准GB/T19596-2017《电动汽车术语》中蓄电池管理系统(Battery Management System, BMS)的定义为：可以控制蓄电池输入和输出功率，监视 蓄电池的状态（温度、电压、荷电状态），为蓄电池提供通讯接口的系统。
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
（2）分散式结构 通过对每个单体蓄电池进行采样、监控和计算，将计算或判断的结果发送到 BMS中心处理器或直接通过总线传输到整车控制系统。 优点：可分散安装，采集数据可就近处理，精度有保证； 缺点：灵活性差，维修麻烦。
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
三、蓄电池管理系统（BMS）结构 2.BMS结构组成 蓄电池管理系统从结构性质上可分为硬件和软件。蓄电池管理系统的硬件包括
主控盒（BCU）、从控盒(BMU)和高压盒等，还包括采集电压、电流、温度等数 据的电子器件。
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电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测，以提供必要的信息。
因此，BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数，从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率，并实现CO2减排功能。
BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS)，它可以测量电池的端电压、电流和温度，并计算出电池的状态。
电能管理系统用来为起停系统供电的典型供电网络包含一个车身控制模块(BCM)、一个电池管理系统(BMS)、一个发电机和一个DC/DC转换器(见图1)。
BMS借助专用的负载管理算法为BCM提供电池状态信息，BCM通过对发电机和DC/DC转换器进行控制来稳定和管理供电网络。
DC/DC转换器为汽车内部的各个用电部件分配电能。
通常，铅酸电池的BMS直接安装在电池夹上的智能连接器中。
该连接器包括一个低阻值的分流电阻(通常在100μΩ范围内)和一个带有高度集成器件(具有准确测量和处理功能)的小型PCB，称为智能电池传感器(IBS, 见图2)。
IBS即便是在最恶劣的条件下以及在整个使用寿命中都能以高分辨率和高精确度测量电池电压、电流和温度，从而正确预测电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)。
这些参数定期或根据要求通过已获汽车行业认证的车载网络传送至BCM。
除上述功能与参数性能外，对IBS提出的其它关键要求包括低功耗、能够在恶劣的汽车环境中(即EMC、ESD)工作、进行汽车OEM厂商验收的车载通信接口一致性测试(即LIN)、满足汽车等级测试限制(针对被测参数的6σ限制)，另外还需符合AEC-Q100标准要求。
电池监控正如前一段中所提到的，IBS的主要用途是监控电池状态，并根据需要将状态变量传送至BCM或者其他ECU。
将测量到的电池电流、电池电压和温度采样值作为电池监控输入。
电池监控输出为SoC、SoH和SoF。
1. 充电状态(SoC)SoC的定义非常直观，通常以百分数的形式表示。
完全充电的电池SoC为100%，完全放电的电池SoC为0%。
SoC值随电池的充电和放电而改变。
This leads to formula (1), where Cr is the remaining (dischargeable) capacity of the battery and Ca is the total available battery capacity:该值通过公式(1)计算，其中Cr代表电池的剩余(可放电)电量，Ca代表电池的可用总电量：但是，常常会出现可用电池电量与电池的标称容量(通常标注在电池外壳上)不同的问题。
对于一个新电池，它可能比标称容量更高，对于已经使用一段时间的电池来说，可用电量会降低。
另一个问题是，实际可用电量很难根据IBS的输入值来确定。
因此，SoC通常用标称容量Cn来评定，它具有多项优点：特定SoC的电池可用充电量是已知的，包括旧电池；Cn是在确定的电流(I=Cn/20h)和温度(27 °C)下来测定的。
共有2种常用的SoC计算方法：库仑计数法，也称为电流积分或安时平衡，以及开路电压(OCV)测量。
库仑计数法是跟踪SoC快速变化的最佳算法。
它基于对流入和流出电池的电流进行积分，并相应地调整计算出的电池SoC。
公式(2)用于SoC计算，其中Q(t0)表示电池的初始电量，α表示效率因子，i(t)表示电流(正向或反向)，Cn表示电池的标称容量。
除α因子外，公式中的参数都非常直观。
这是一个用来描述效率的因子，也称为Peukert定律。
它表述了在不同放电率情况下铅酸电池的电量。
当放电率提高时，电池的可用电量会降低。
另一个影响可用电量的参数是温度。
温度越高，可用电量也就越高。
两种效率都使用α描述，因此α值需要采用一个2维数组(温度和放电率)。
根据测量到的温度和放电率，相应的值被分别用于每一个积分步骤。
α值在很大程度上取决于电池的设计和化学组成，通常情况下即便是同一家制造商的不同型号的电池，该值也会有所不同。
他们通常是在实验室里通过充电和放电测试获得。
虽然Peukert定律只适用于放电的情况，但也有一个与α值类似的效率因子被用于充电周期。
除了温度和充电率以外，实际的SoC也需要考虑在内，因为SoC较高时的充电效率要小于中等SoC情况下的充电效率。
由于整合了电流值和α值，因而电池状况改变时产生的误差以及电流测量和量化误差将随着时间的推移而变大。
因此，参数Q(t0)(电流积分的起点)通常通过一种能够提供更高精确度的不同方法来获得：OCV方法。
OCV是在没有用电器件从电池中汲取电流时电池两极间的电压。
铅酸电池显示OCV与SoC之间具有良好的线性关系。
因此，通过测量OCV，SoC可被直接计算出来。
OCV和SoC之间的确切因子(exact factor)必须被表征出来。
这种方法的唯一缺陷是，OCV只能在停车以后测量，即(几乎)所有的用电器件都关闭后，而且要在汽车熄火后经过数十分钟甚至数小时再测量。
因此，OCV法常被用于重校准库仑计数，而库仑计数法连续运行。
这种组合提供了一种良好的SoC计算方法，并且可在较长的停车时间内，用自放电率校正SoC来使计算结果更加精确。
2. 健康状态(SoH)铅酸电池的各种老化效应会对电池造成不同的影响。
由于很难通过IBS分别对这些老化效应进行监测和量化，因此SoH通常不直接根据这些老化效应来评定。
取而代之的是，SoH 是通过使用寿命内电池容量的减少来评定的，这是老化的主要结果。
与电池老化相关的另一个非常重要的参数是起动性能，但是它通常用起动能力的功能状态(SoF)来表述。
由此，SoH可通过公式(3)来估算，其中Caged代表老化的电池容量，Cn代表按照SoC的计算作为参考的标称容量。
由于Cn是已知的，因此计算SoH的关键任务是找到Caged。
一种可能的方法是在电池的整个使用寿命内跟踪所达到的最大电量(或SoC)。
如果在随后进行的若干次完全充电后，电池的最大充电水平低于之前计算的老化容量，则表示老化容量变小。
相应地，Caged和SoH 必须根据库仑计数和OCV方法确定的容量进行调整。
完全充电状态可以在充电电流降至特定阈值以下时监测。
确定SoH的另一个方法是跟踪充电和放电周期，以电池制造商所提供的周期稳定性来进行评估。
通常，制造商会确保在指定温度下对于某一深度的充放电周期总量，例如，27℃、25%放电深度时为500个周期。
通过用这些数字对所有周期进行评估，并应用温度和充电状态校正因子，可提供对上文提到的Caged的跟踪。
这些校正因子必须通过对电池特性的表征来确定。
但是，这两种方法通常还会与其他专用算法结合使用，这些算法与电池使用寿命中的多个电池参数紧密结合。
在实验室中通过大量的电池特性分析可确定这些电池参数，它们通常只适用于一个特定的电池型号。
3. 功能状态(SoF)对铅酸电池来说，发动汽车引擎即便不是最重要的功能，也是非常重要的功能。
因此，BMS 的一个非常重要的任务是在实际条件下预测汽车能否起动。
起动预测通过SoF参数表示。
除了“传统的”停车后再起动，通过在微型混合动力汽车中引入起停系统，起动预测功能正变得更加重要。
BMS必须决定是否可在引擎关闭后再次起动，以及是否可以安全地进入停止模式，并与BCM进行通信。
获取SoF参数的一个非常好的方法是对最近的引擎起动情况、剩余电量(作为SoC和SoH的函数)和实际温度进行分析。
在起动期间，电池内阻Ri(通过电压降和电流来计算)需要被记录下来。
因为Ri在电池的使用寿命中是相对一致的，并且只是在电池使用寿命结束前显著升高，因此Ri平均值需要低于某个特定的阈值，以确保安全起动。
老化电池的另一个影响是，在起动阶段，从电压和电流采样中计算出的Ri值会趋向于非线性，即对于相同的电压采样值会有不同的电流值。
而对于新电池来说，Ri是线性的。
参见图3和图4了解起动过程中常见的电压和电流变化趋势。
综合Ri(通过电压降和电流来计算)、电池剩余电量和实际温度，可以很好地表征起动能力。
此外，这些阈值也必须通过电池的特性分析来确定。
为了以必要的准确度确定Ri的线性性或非线性性，所有起动阶段取样的电压和电流值都需要使用线性滤波器来过滤，最好采用带通滤波器。
高效实现BMS的硬件和软件电能效率是新型汽车一个最重要的特性，由BMS来实现。
除了管理一些节电功能外，BMS 还需要具有高能效，因为它是一种始终运行的系统，当发电机不工作时需要通过铅酸电池供电。
为满足这一要求，IBS的功耗必须尽可能低。
为实现这一目标，飞思卡尔的IBS实施采用两种低功耗模型，其中CPU和其他不需要的硬件(HW)模块被关闭。
为降低正常运行模式时的功耗，并减少客户端的软件(SW)开发工作，增加了额外的硬件模块以降低软件复杂性。
这样便可以使用尺寸更小、功耗更低、性价比更高的16位微控制器。
另一种降低软件复杂性的方法是在整个使用寿命期间确保产品参数，并将工厂调校值存储在非易失性存储器(NVM)中。
作为产品下线测试的一部分，这些调校值针对每个芯片分别进行表征描述，并相应地存储。
因此，在软件中无需使用复杂的校准算法。
除了在硬件中实施的这三种技术以外，本文还介绍了电池监控算法的高效软件实现方法。
1．低功耗模式实现低功耗模式是一种非常好的降低功耗的方法。
实现方法是，在不需要SoC的部件(尤其是CPU)时将其关闭、并仅在需要时切换到正常模式(即激活所有硬件模块)。
正如前面所提到的，共有两种低功耗模型，其不同之处仅在于CPU被唤醒后使用的程序入口点。
但是，在低功耗(即没有软件交互)模式下，也需要监控电池状态。
首先，需要跟踪电流，用库仑计数法计算出SoC。
相应地，可支持低功耗模式下的电流测量和电流采样值的自动求和(即库仑计数)。
IBS必须能够对电池和汽车的状态变更做出反应，即电池传感器必须在各种事件发生时被唤醒。
相应地，也需要测量低功耗模式时的电流和温度。
电流变化通常表明汽车状态发生变化(用电器件的开和关)，而温度改变时有时需要重新校准测量通道参数。
可以配置电流和温度采样值的阈值，如果超出阈值则唤醒。
还可以使用自动库仑计数器阈值唤醒机制。
除了那些针对被测参数的唤醒事件以外，还可实现其它唤醒机制，允许BCM或汽车中的其它电子器件唤醒IBS(通过LIN消息或直接导线连接)，此外还有定时唤醒机制。
上述低功耗模式和唤醒机制的实现允许IBS在大多数时间里都运行在低功耗模式下(通常约为70%)，包括引擎运行时。
在正常运行模式期间，SoC、SoH和SoF参数将被重新计算。
2．将软件任务移至硬件模块采用专用硬件模块来承担软件的任务是降低软件复杂性和节省电能的一种有效方式。
在将此类硬件模块用于电池监控算法以前，可以非常有效地将其用于电压、电流和温度测量采样值的预处理。