电流传感器在电动汽车中的应用

一 、霍尔效应理论及其电流传感器关于霍尔效应理论

霍尔效应是由Edwin Hall于1879年在约翰霍普金斯大学通过实验发现的。由于当时有仪器可用，由于实验的微妙性质，从材料获得的电压极低（以微伏为单位）。因此，在开发出合适的材料之前，在实验室之外不可能使用霍尔效应。半导体材料的发展为霍尔效应的实际应用制造了高质量的换能器。 霍尔效应是指放置在磁场中的载流导体的相对边缘产生电压。当电流通过放置在磁场中的导体时，导体上会在垂直于磁场和电流的方向上产生电位差，其大小与电流和磁场成正比，这种现象被称为霍尔效应，它是许多磁场测量仪器和设备的基础。关于电流传感器霍尔效应电流传感器用于测量交流和直流电流。通过使用线性模拟霍尔效应传感器，可以测量从250mA到数千安培的电流。 这种隔离的模拟输出电压被进一步数字化，并且通过添加放大器进行电平转换和温度补偿。载流导体始终被磁场包围，因此在该磁场附近放置线性霍尔效应传感器，然后在传感器的输出端产生电压，如下图所示。该电压与导体周围的磁场强度成比例。 通过将霍尔效应传感器与电磁铁结合使用，可以获得更灵敏、更高效的隔离式电流传感装置。这种布置由一个开槽铁氧体环形磁芯和一个位于间隙中的霍尔效应 IC传感器组成。
传感器被磁芯包围，因此磁芯充当通量集中器，因为它将感应磁场聚焦到霍尔元件放置的位置，如下图所示。 通过改变磁芯上的绕组数量，该传感器可以测量几安培到几千安培的电流。霍尔效应传感器的输出电压与流过绕组的电流成正比，因此与电流测量值成正比。

二、电流传感器在电动汽车中的应用传感器

作为新能源汽车电子控制系统的信息源，是电动汽车电子控制系统的关键部件，也是电动汽车电子技术领域研究的核心内容之一。除了传统汽车零部件所需要的传感器外，新能源汽车中驱动系统、BMS、OBC、DC/DC等都需求用到传感器。同时随着电动汽车的结构的变化，相对传统汽车，其内部所用的传感器传感器类型也相应发生变化。 电流传感器是将电流信号转换为另一个可分析信号的设备。在电动汽车领域，电流传感器主要应用场景包括：BMS电流监测、电机控制器上的电流监测、PDU电流监测，OBC/DCDC电流监测、充电桩的漏电流检测等。在电动汽车中，流经电源、转换器和电机绕组的电流的准确数据对于保持控制至关重要。 另外电流监测对于故障检测和诊断也至关重要，以指示短路、断开连接或电机堵塞等缺陷。在电池管理系统（BMS）中，电流感应对于状态监测和电池平衡至关重要，以确保可靠性和安全性，而车载充电器（OBC）需要精确的实时电流测量来评估电池充电状态并控制充电会话。

三、驱动电机电流传感器的作用

1.测量电路电流的变化情况，电流的大小将能非常直接反映出电机的运转状况，避免不良工作状态的产生。

2.电流的测量还能用于计算电机的输出功率，以便更好调节管理电机工作状态。

3.电机卡住是非常严重的机械事故，很有可能会因此而造成电路中电流骤升，使得电机线圈迅速发热而烧毁。而电流传感器能够通过对电流的测量，及时在电机,发生卡住时切断供电电源，有效保护电机安全。

责任编辑：彭菁