0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

解决混合动力汽车/电动汽车中的高压电流感应设计难题

星星科技指导员 来源:TI 作者:TI 2023-03-27 11:25 次阅读

电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV),总有新的设计难题要解决。在这篇技术文章中,我想要强调高压电流感应的一些主要挑战,并分享其他资源来帮助和简化您的设计过程。

高电压、高电流:(>200 A或更常见的1,000 A)

高电压(≥400 V)全电动系统旨在降低驱动车辆的牵引系统的电流消耗。这需要隔离解决方案,以便“热”高压侧能够向“冷”侧(连接到低压≤5-V微控制器其他电路)提供电流测量。由于I2R的功耗,当用分流电阻器测量时,高电流就会出现问题。

如要在这些情况下使用分流器,意味着你必须选择低于100-µΩ的分流电阻器,但是这些电阻器往往比更为常见的毫欧级电阻器更大、更昂贵。另一种选择是使用磁性解决方案,但这些磁性解决方案与基于分流器的解决方案相比精度更低,且具有更高的温度偏移。如果克服了这些性能缺陷,则将极大地增加磁性解决方案的成本和复杂性。

高电压, 低电流(>400 V 和 <500 A)

此外,高电压需要一个隔离解决方案。从电流的角度来看,只要低于100 A基本上就是基于分流器的解决方案。在100 A和500 A之间,选择分流器还是磁性解决方案需要权衡成本、性能和解决方案尺寸。

48-V导轨上的精度测量,低电流(<100 A)

48-V导轨的主要设计挑战是满足您的要求所需的生存性电压,其可能高达120 V。在一些48-V的电机系统中,需要高精度电流测量来使电机效率达到峰值。这些电机系统可能包含牵引逆变器、电动助力转向系统或带启动发电机。在线测量可以显示最精确的实际电机电流,但由于存在高速脉冲宽度调制(PWM)信号,因此也非常具有挑战性,正如以下所述:

“带增强PWM抑制的低漂移、高精度、在线电机电流测量。”

对于非电机48-V系统,如DC/DC转换器电池管理系统(BMS),实现双向DC电流测量比实现切换性能更为关键,正如以下所述:

“带瞬态保护的高压侧双向电流感应电路。”

消除低侧感应的高压共模电压要求
低压侧电流感应降低了一些放大器的要求:输入端不需要经受高压,因为低压侧感应的共模是接地-0 V。

放大器的共模电压范围必须包括0 V,以便在低侧测量。如果应用是电机低侧相电流测量,则放大器必须具有很高的压摆率,以调整打开和关闭的开关,正如以下所述:

“三相系统的低漂移、低侧电流测量。”

对于非电机应用,你的选择取决于实现的精度要求。

测量BMS中的多段电流

高精度、多段电流测量(从毫安到1kA)是要在单个解决方案中解决的重大挑战。磁性解决方案不能很好地测量低电流,因为它们的偏移等级较高和漂移较明显。由于极低的差动输入电压水平,基于分流器的测量需要非常低的偏移,以便能够测量低于100-μΩ的子分流电阻器上的低电流。

例如,BMS可能想要测量±1,500 A。对于0-A输出电压和20增益的±2.5-V输出摆幅的双向测量中,最大输入电压为±125 mV。这导致分流电阻器的值≤ 83 µΩ。这个分流器在100mA时的电压降只有8.3µV,这意味着你需要一个具有极低偏移的放大器系统来测量这个电平。如果系统的偏移为1 µV,则此电平误差为~16%。

电磁阀中的电流感应可实现更平稳的驱动

许多汽车应用使用比例电磁阀,但在高压电流感应方面,比例电磁阀主要用于自动变速器。比例电磁阀可在换档或运行液压泵时提供平稳的驾驶体验。电磁阀的驱动能力主要取决于两个因素:电磁阀驱动和电磁阀位置感测。

高精度的电流测量能够实现对电磁柱塞位置的精确闭环控制。

电磁阀应用中的电流传感器遵循分流原理。脉冲宽度调制信号可用过毫欧分流器在电磁阀上流动。此毫欧分流器集成在电流检测放大器的内部或外部,具体取决于电流范围。

电流感应是汽车设计中提高电气化水平的的基础元件,特别是在高压系统中。尽管现代汽车对传感器的要求比以往任何时候都要高,但我在本文中提供的链接资源可以帮助你设计一个性能强大且功率传输安全的动力系统。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 微控制器
    +关注

    关注

    48

    文章

    7549

    浏览量

    151380
  • 电阻器
    +关注

    关注

    21

    文章

    3782

    浏览量

    62124
  • 电机
    +关注

    关注

    142

    文章

    9014

    浏览量

    145432
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题

    电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV
    发表于 12-30 16:35 1192次阅读

    混合动力电动汽车CAN总线开发实践

    混合动力电动汽车CAN总线开发实践摘要:在对CAN总线技术以及混合动力汽车的结构原理进行分析的基
    发表于 11-26 17:18

    电动汽车直流侧电压纹波对高压电池的影响?

    电动汽车电力驱动系统,直流侧电压来源于高压电池,直流侧电压纹波对高压电池、逆变器、电机各有什么影响?
    发表于 09-15 18:34

    电动汽车电机基础知识

    蓄电池。直流负载供电系统的主要功能是将电动汽车的蓄电池输出的直流母线的稳定的高压电转化为低压输出,为汽车的低压直流负载供电。3、直流稳压
    发表于 10-26 10:54

    电动汽车电池断开系统

    混合动力汽车,也在发生类似的演进。它们主要由锂离子电池供电,有相同的要求,如高压电动汽车,虽然电流
    发表于 10-30 08:51

    混合动力汽车电动汽车高压电流感应的挑战及解决办法

    电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例――无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV
    发表于 10-30 08:17

    混合动力电动汽车有哪些分类?有什么特点?

    电力电子学研究的主要方向是什么?电动汽车有哪些类型?混合动力电动汽车有哪些分类?有什么特点? HEV常用的电力电子技术及装置
    发表于 05-13 06:57

    优化电动汽车的结构性能

    优化电动汽车的结构性能以提高效率和安全性迅速增长的全球电动汽车(EV)市场预计到2027年将达到8028亿美元。在电池和高压电子设备的驱动下,电动汽车的运行和维护成本往往低于传统
    发表于 09-17 08:10

    混合动力汽车/电动汽车设计暖通系统的教程

    又将如何工作?本白皮书中,我们将描述48 V、400 V或800 V HEV和EV的新型加热和冷却控制模块。从那里,您将通过示例和系统图了解这些模块独特的子系统。另外,我们将通过回顾这些子系统的功能解决方案来帮您规划实现方式。阅读 “如何为
    发表于 11-07 07:45

    如何解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题

    电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV
    发表于 11-09 06:29

    电动汽车高压电气系统安全设计原理及概括

    相对于传统汽车而言,纯电动汽车采用了大容量、高电压的动力电池及高压电机和电驱动控制系统,并采用了大量的高压附件设备,如:
    的头像 发表于 01-24 10:36 1.3w次阅读

    混合动力汽车/电动汽车高压电流感应如何解决难题

    电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV
    发表于 03-15 20:20 1445次阅读

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题
    的头像 发表于 10-21 01:12 621次阅读

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设计的难题

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题
    发表于 11-10 09:36 595次阅读
    解决<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>/<b class='flag-5'>电动汽车</b><b class='flag-5'>中</b>的<b class='flag-5'>高压电流感应设</b>计的<b class='flag-5'>难题</b>

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题

    解决混合动力汽车/电动汽车高压电流感应设难题
    发表于 10-31 08:23 0次下载
    解决<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>/<b class='flag-5'>电动汽车</b><b class='flag-5'>中</b>的<b class='flag-5'>高压电流感应设</b>计<b class='flag-5'>难题</b>