下了将近一个月的雨,虽然潮湿,但是天气挺凉爽的,还有不到半个月就立秋了,这是头一个还没咋开空调的夏天;冰爽夏天,喝点可乐继续阅读吧。
这次总结下 BMS 上面母线电流检测的几种常见的方案。
电流检测是 BMS 必备的一个功能,在《GB/T 38661_2020 电动汽车用电池管理系统技术条件》中,对其有着清晰的要求。
霍尔电流传感器方案
首先需要了解下霍尔效应概念:当小电流 Ic 垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流 Ic 和磁场 B 的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差 VH,这一现象就是霍尔效应,这个电势差 VH 也被称为霍尔电压。(图片来自 LEM 官网)
具体地,可以看一下这个视频(来源于百度百科):
进一步地,怎么利用霍尔效应来测量电流呢?
因为霍尔电压与磁场强度以及半导体中通过的小电流成正比,如果我们提供一个恒定的小电流通过半导体,那么霍尔电压只与磁场强度成正比了,二者可以建立一定的函数关系式。
接着,如果让母线中待测的大电流产生的磁场施加到上面的半导体周围(磁场与半导体内部的电流垂直),那么就在霍尔电压与待测大电流之间产生了一定的函数关系,就可以利用霍尔电压来表示待测电流了。
上面讲的有点绕,建议多读几次哦。
常见的霍尔效应电流传感器包括了开环与闭环两种,好像还有一个叫 Eta 霍尔电流传感器技术,但是不太常见。
开环霍尔电流传感器
基本的构造如下图(来源于网络),导线中通过待测电流 Ip,Ip 对应产生一个磁场;这个磁场被集中在磁芯中,磁芯一侧存在一个气隙,气隙中放置了一个半导体霍尔元件,它用来感应气隙处的磁场强度。
继续分析,在半导体霍尔元件中通过一个恒定的小电流 Ic,这样根据霍尔效应,在半导体的两端就会产生一个霍尔电压,它经过放大调理等输出到外部,就可以计算出 Ip 的大小了。(图片来自 LEM 官网)
概括来讲,开环霍尔电流传感器优点是低成本、尺寸与重量小,功耗也比较低;缺点是精度稍差,零点偏移大一些;实际看一下产品,感受一下其参数。(下图来源于 LEM 官网)