這次總結(jié)下BMS上面母線電流檢測的幾種常見的方案。
電流檢測是BMS必備的一個(gè)功能,在《GB/T 38661_2020 電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中,對(duì)其有著清晰的要求。
霍爾電流傳感器方案
首先需要了解下霍爾效應(yīng)概念:當(dāng)小電流Ic垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時(shí),載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn),垂直于電流Ic和磁場B的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場,從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差VH,這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢差VH也被稱為霍爾電壓。
網(wǎng)上原理解釋:在半導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場,會(huì)使得半導(dǎo)體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集,在聚集起來的電子與空穴之間會(huì)產(chǎn)生電場,電場力與洛倫茲力產(chǎn)生平衡之后,不再聚集,此時(shí)電場將會(huì)使后來的電子和空穴受到電場力的作用而平衡掉磁場對(duì)其產(chǎn)生的洛倫茲力,使得后來的電子和空穴能順利通過不會(huì)偏移,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。
進(jìn)一步地,怎么利用霍爾效應(yīng)來測量電流呢?因?yàn)榛魻栯妷号c磁場強(qiáng)度以及半導(dǎo)體中通過的小電流成正比,如果我們提供一個(gè)恒定的小電流通過半導(dǎo)體,那么霍爾電壓只與磁場強(qiáng)度成正比了,二者可以建立一定的函數(shù)關(guān)系式。接著,如果讓母線中待測的大電流產(chǎn)生的磁場施加到上面的半導(dǎo)體周圍(磁場與半導(dǎo)體內(nèi)部的電流垂直),那么就在霍爾電壓與待測大電流之間產(chǎn)生了一定的函數(shù)關(guān)系,就可以利用霍爾電壓來表示待測電流了。上面講的有點(diǎn)繞,建議多讀幾次哦。常見的霍爾效應(yīng)電流傳感器包括了開環(huán)與閉環(huán)兩種,好像還有一個(gè)叫Eta霍爾電流傳感器技術(shù),但是不太常見。開環(huán)霍爾電流傳感器基本的構(gòu)造中,導(dǎo)線中通過待測電流Ip,Ip對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)磁場;這個(gè)磁場被集中在磁芯中,磁芯一側(cè)存在一個(gè)氣隙,氣隙中放置了一個(gè)半導(dǎo)體霍爾元件,它用來感應(yīng)氣隙處的磁場強(qiáng)度。
繼續(xù)分析,在半導(dǎo)體霍爾元件中通過一個(gè)恒定的小電流Ic,這樣根據(jù)霍爾效應(yīng),在半導(dǎo)體的兩端就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)霍爾電壓,它經(jīng)過放大調(diào)理等輸出到外部,就可以計(jì)算出Ip的大小了。
概括來講,開環(huán)霍爾電流傳感器優(yōu)點(diǎn)是低成本、尺寸與重量小,功耗也比較低;缺點(diǎn)是精度稍差,零點(diǎn)偏移大一些。
總結(jié):這塊內(nèi)容挺多的,要寫個(gè)幾章才行,收益挺多的哦;以上所有,僅供參考。
審核編輯 黃昊宇
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