汽車EE革新，電流傳感器如何幫助實(shí)現(xiàn)更好的BMS設(shè)計(jì)？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）在新能源汽車?yán)铮?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/電流/" target="_blank">電流傳感器是系統(tǒng)中重要的組成部分，在汽車各個系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在BMS系統(tǒng)中，通過檢測各個功能單元充放電的電流，可以對電池組能量進(jìn)行精確地管理，并提供必要的保護(hù)功能。

因此，電流傳感器對于汽車BMS來說至關(guān)重要，能夠幫助其滿足更高能量密度、更快速充電、更長壽命和更高安全性的需求，進(jìn)而提升汽車BMS系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和可靠性。

電流傳感器在BMS中的作用

在電氣系統(tǒng)中，電量的測量對于監(jiān)控、分析和控制系統(tǒng)都是必不可少的，而電流傳感器正是將電流信號轉(zhuǎn)換為另一個可分析信號的設(shè)備，按比例換算成符合標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號。從類型來看，電流傳感器主要分為精密電阻、電流互感器、霍爾電流傳感器、開環(huán)電流傳感器、閉環(huán)電流傳感器、磁通門電流傳感器和磁阻電流傳感器等類型。

電流傳感器是汽車BMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本功能的核心器件之一。比如，BMS通過采集電池模塊單體電芯（支持磷酸鐵鋰、三元鋰）的電壓、溫度，計(jì)算出SOC、SOH、最高單體電壓/溫度，最低單體電壓/溫度、絕緣阻值等數(shù)據(jù)。這個過程中，電流傳感器通過感應(yīng)電流產(chǎn)生電壓信號，?實(shí)時監(jiān)測電池組中的電流變化，?確保電池組在安全的電流范圍內(nèi)運(yùn)行。

電流傳感器也可以幫助BMS監(jiān)測電池組的充電和放電過程。當(dāng)電池組充電時，電流傳感器可以幫助BMS控制充電速度和充電時間，以保護(hù)電池組的健康和壽命。在電池組放電時，電流傳感器可以幫助BMS控制放電速度和電池組的剩余能量，以確保電池組不會過度放電，從而延長其使用壽命。因此，電流傳感器可以保護(hù)電池組的健康和壽命，?避免過度充電或過度放電。

電流傳感器也能夠幫助BMS構(gòu)建保護(hù)系統(tǒng)。比如，在電池組出現(xiàn)異常電流（如過流、短路等）時，高精度電流傳感器能夠迅速響應(yīng)并發(fā)出預(yù)警信號，觸發(fā)BMS的保護(hù)機(jī)制，防止電池組受損或引發(fā)安全事故。

隨著汽車EE架構(gòu)不斷升級，BMS系統(tǒng)也對電流傳感器提出了更高的要求，要求電流傳感器提供高精度、快速響應(yīng)、穩(wěn)定性、安全性和易于集成等突出特性。比如，在精度方面，汽車BMS要求?電流傳感器的精度需要達(dá)到0.5%或更高，?以確保電池組電流的準(zhǔn)確測量，進(jìn)而提升電動汽車的整體性能和可靠性。

BMS推動電流傳感器不斷創(chuàng)新

?為了滿足汽車BMS系統(tǒng)在電流傳感器的高性能、高安全性等方面的需求，電流傳感器產(chǎn)品也在加速創(chuàng)新。在此，我們列舉幾款極具代表性的電流傳感器產(chǎn)品。

首先看一下來自邁來芯（Melexis）的產(chǎn)品。邁來芯MLX91230/MLX91231作為該公司第三代電流傳感器家族中的佼佼者，是智能、高集成和高性能電流傳感器的代表。其中，MLX91230 是邁來芯第三代電流傳感器家族中首個亮相的智能霍爾電流傳感器，符合ASIL標(biāo)準(zhǔn)，能在單個芯片上同時測量電流、電壓和溫度三個物理量，并配備專用的32KB閃存，為安全應(yīng)用提供了理想選擇。在精度方面，MLX91230能夠在-40℃至125℃溫度范圍內(nèi)具有±0.5%的精度；MLX91231能夠在-40℃至125℃溫度范圍內(nèi)具有±0.25%的精度，更勝一籌。這兩款傳感器采用SOCI8封裝，可直接連接到12V電池或通過本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）總線或UART進(jìn)行測量和診斷。MLX91230/MLX91231強(qiáng)大的診斷功能大大減輕了集成商在開發(fā)安全機(jī)制時的負(fù)擔(dān)，包括內(nèi)置的片上過流檢測功能。

還有霍尼韋爾和LEM等公司專門為BMS打造的電流傳感器芯片，比如霍尼韋爾的BMS 1500A ASILC系列和LEM的BMS HV HSW系列?；裟犴f爾BMS 1500A ASILC系列采用高精度測量方法監(jiān)測電池電流，輔助BMS精確進(jìn)行電池電量計(jì)算，測量電流可達(dá)1500Ah, 100%車規(guī)級設(shè)計(jì)，滿足ISO 26262 Function safety ASILC要求，支持CAN輸出方式可以和客戶系統(tǒng)無縫配合，降低系統(tǒng)匹配難度；LEM的BMS HV HSW系列屬于單/雙霍爾效應(yīng)開環(huán)單芯傳感器，基于卓越的LEM霍爾ASIC技術(shù)打造，是專門為xEV 電池管理系統(tǒng)（BMS）打造的高精度電流傳感器，具有獨(dú)立雙量程，高量程通道為+/- 1000A，5℃下精度為0.5 %，電絕緣為2.5kV，支持高/低邊電流檢測。

再看一些國內(nèi)廠商的創(chuàng)新案例。第一個是瑞磁科技推出的BMS電驅(qū)電流檢測傳感器，RCF125電流傳感器為一款高精度直流電流測量裝置，主要安裝于電池組母排，用于監(jiān)測充放電電流。這款器件采用磁通門原理，無磁滯影響，零點(diǎn)偏置電流小于10mA，線性誤差<0.1%，并且提供電源保護(hù)功能。

第二個是森尼克SCK-500C系列，滿足車規(guī)級產(chǎn)品設(shè)計(jì)。該系列電流傳感器基于磁通門技術(shù)，不僅具有高精度和低偏置電流檢測的能力，也具有高低壓間隔離的特性。采用單電源供電方案，支持CAN總線輸出。SCK-500C系列提供精度高支持，全溫區(qū)誤差<0.5%，常溫誤差<0.3%，偏置電流小于10mA，可用于混合動力汽車和電動汽車電池組，以及電池管理應(yīng)用于SOC的精確電流測量（SOC、SOH、SOF等）。

通過國際廠商和國內(nèi)廠商的產(chǎn)品不難發(fā)現(xiàn)，高精度是汽車級電流傳感器必備的性能，也是打造高性能BMS系統(tǒng)的關(guān)鍵。除了不斷提升的精度，汽車級電流傳感器的發(fā)展趨勢還包括智能化、小型化、集成化。當(dāng)然，這些電流傳感器的安全性也在持續(xù)提升，進(jìn)而提升汽車BMS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈敏性和耐久性。

結(jié)語

在汽車BMS系統(tǒng)打造的過程中，電流傳感器是非常重要的基礎(chǔ)器件之一。隨著汽車EE架構(gòu)升級，也對汽車級電流傳感器提出了更高的要求，包括高精度、智能化、小型化和高安全性等，國內(nèi)外相關(guān)廠商都在朝著這些方向持續(xù)迭代產(chǎn)品。