電流傳感器在電動汽車中的應用

一 、霍爾效應理論及其電流傳感器關(guān)于霍爾效應理論

霍爾效應是由Edwin Hall于1879年在約翰霍普金斯大學通過實驗發(fā)現(xiàn)的。由于當時有儀器可用，由于實驗的微妙性質(zhì)，從材料獲得的電壓極低（以微伏為單位）。因此，在開發(fā)出合適的材料之前，在實驗室之外不可能使用霍爾效應。半導體材料的發(fā)展為霍爾效應的實際應用制造了高質(zhì)量的換能器。 霍爾效應是指放置在磁場中的載流導體的相對邊緣產(chǎn)生電壓。當電流通過放置在磁場中的導體時，導體上會在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生電位差，其大小與電流和磁場成正比，這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應，它是許多磁場測量儀器和設備的基礎(chǔ)。關(guān)于電流傳感器霍爾效應電流傳感器用于測量交流和直流電流。通過使用線性模擬霍爾效應傳感器，可以測量從250mA到數(shù)千安培的電流。 這種隔離的模擬輸出電壓被進一步數(shù)字化，并且通過添加放大器進行電平轉(zhuǎn)換和溫度補償。載流導體始終被磁場包圍，因此在該磁場附近放置線性霍爾效應傳感器，然后在傳感器的輸出端產(chǎn)生電壓，如下圖所示。該電壓與導體周圍的磁場強度成比例。 通過將霍爾效應傳感器與電磁鐵結(jié)合使用，可以獲得更靈敏、更高效的隔離式電流傳感裝置。這種布置由一個開槽鐵氧體環(huán)形磁芯和一個位于間隙中的霍爾效應 IC傳感器組成。
傳感器被磁芯包圍，因此磁芯充當通量集中器，因為它將感應磁場聚焦到霍爾元件放置的位置，如下圖所示。 通過改變磁芯上的繞組數(shù)量，該傳感器可以測量幾安培到幾千安培的電流。霍爾效應傳感器的輸出電壓與流過繞組的電流成正比，因此與電流測量值成正比。

二、電流傳感器在電動汽車中的應用傳感器

作為新能源汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是電動汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是電動汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。除了傳統(tǒng)汽車零部件所需要的傳感器外，新能源汽車中驅(qū)動系統(tǒng)、BMS、OBC、DC/DC等都需求用到傳感器。同時隨著電動汽車的結(jié)構(gòu)的變化，相對傳統(tǒng)汽車，其內(nèi)部所用的傳感器傳感器類型也相應發(fā)生變化。 電流傳感器是將電流信號轉(zhuǎn)換為另一個可分析信號的設備。在電動汽車領(lǐng)域，電流傳感器主要應用場景包括：BMS電流監(jiān)測、電機控制器上的電流監(jiān)測、PDU電流監(jiān)測，OBC/DCDC電流監(jiān)測、充電樁的漏電流檢測等。在電動汽車中，流經(jīng)電源、轉(zhuǎn)換器和電機繞組的電流的準確數(shù)據(jù)對于保持控制至關(guān)重要。 另外電流監(jiān)測對于故障檢測和診斷也至關(guān)重要，以指示短路、斷開連接或電機堵塞等缺陷。在電池管理系統(tǒng)（BMS）中，電流感應對于狀態(tài)監(jiān)測和電池平衡至關(guān)重要，以確?？煽啃院桶踩裕囕d充電器（OBC）需要精確的實時電流測量來評估電池充電狀態(tài)并控制充電會話。

三、驅(qū)動電機電流傳感器的作用

1.測量電路電流的變化情況，電流的大小將能非常直接反映出電機的運轉(zhuǎn)狀況，避免不良工作狀態(tài)的產(chǎn)生。

2.電流的測量還能用于計算電機的輸出功率，以便更好調(diào)節(jié)管理電機工作狀態(tài)。

3.電機卡住是非常嚴重的機械事故，很有可能會因此而造成電路中電流驟升，使得電機線圈迅速發(fā)熱而燒毀。而電流傳感器能夠通過對電流的測量，及時在電機,發(fā)生卡住時切斷供電電源，有效保護電機安全。

責任編輯：彭菁