下了將近一個月的雨,雖然潮濕,但是天氣挺涼爽的,還有不到半個月就立秋了,這是頭一個還沒咋開空調的夏天;冰爽夏天,喝點可樂繼續(xù)閱讀吧。
這次總結下 BMS 上面母線電流檢測的幾種常見的方案。
電流檢測是 BMS 必備的一個功能,在《GB/T 38661_2020 電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術條件》中,對其有著清晰的要求。
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霍爾電流傳感器方案
首先需要了解下霍爾效應概念:當小電流 Ic 垂直于外磁場通過半導體時,載流子發(fā)生偏轉,垂直于電流 Ic 和磁場 B 的方向會產生一附加電場,從而在半導體的兩端產生電勢差 VH,這一現(xiàn)象就是霍爾效應,這個電勢差 VH 也被稱為霍爾電壓。(圖片來自 LEM 官網)
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具體地,可以看一下這個視頻(來源于百度百科):
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進一步地,怎么利用霍爾效應來測量電流呢?
因為霍爾電壓與磁場強度以及半導體中通過的小電流成正比,如果我們提供一個恒定的小電流通過半導體,那么霍爾電壓只與磁場強度成正比了,二者可以建立一定的函數(shù)關系式。
接著,如果讓母線中待測的大電流產生的磁場施加到上面的半導體周圍(磁場與半導體內部的電流垂直),那么就在霍爾電壓與待測大電流之間產生了一定的函數(shù)關系,就可以利用霍爾電壓來表示待測電流了。
上面講的有點繞,建議多讀幾次哦。
常見的霍爾效應電流傳感器包括了開環(huán)與閉環(huán)兩種,好像還有一個叫 Eta 霍爾電流傳感器技術,但是不太常見。
開環(huán)霍爾電流傳感器
基本的構造如下圖(來源于網絡),導線中通過待測電流 Ip,Ip 對應產生一個磁場;這個磁場被集中在磁芯中,磁芯一側存在一個氣隙,氣隙中放置了一個半導體霍爾元件,它用來感應氣隙處的磁場強度。
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繼續(xù)分析,在半導體霍爾元件中通過一個恒定的小電流 Ic,這樣根據霍爾效應,在半導體的兩端就會產生一個霍爾電壓,它經過放大調理等輸出到外部,就可以計算出 Ip 的大小了。(圖片來自 LEM 官網)
概括來講,開環(huán)霍爾電流傳感器優(yōu)點是低成本、尺寸與重量小,功耗也比較低;缺點是精度稍差,零點偏移大一些;實際看一下產品,感受一下其參數(shù)。(下圖來源于 LEM 官網)
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