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电流传感器/电压传感器 在新能源汽车-BMS中的参考设计

发布日期:2018/6/15 14:20:58 点击:13372

分流器式电流传感器霍尔电流传感器是目前汽车电池管理系统主要应用的电流检测方式。这是两种不同的电流检测技术原理,通过对比和汽车BMS特殊应用要求,小编认为,基于分流器的直接式电流采样技术的电流传感器是汽车和能源存储系统BMS应用的首选。

常见问题分析

传统的设计中,电流传感器是一个单独的部件,放置在PACK或者BDU。它只负责电流的检测。另外总电压测量是由BCU完成,如果还有接触器检测,那么这些高压检测都是由BCU或者单独的模块完成。因此存在诸多问题:

总电流电压测量不同步,累积安时积分误差接触器压差检测,因为电流不同步,估算接触电阻出现误差额外的隔离电路和器件,增加了隔离成本BDU中高压线束引出会导致更多的成本和风险,也不利于模块化或者平台化设计增加BCU中MCU的负担,需要及时处理安时积分、估算接触电阻等

方案推荐

针对上述问题,我们推出了一套BMS中检测电流/电压传感器的方案。采用ISA的BAS分流器,加上NXP的MM9Z1_638的芯片,使得多路电压检测,电流检测等功能在一颗芯片上得到解决,并且该芯片自带了MCU。系统校准和数据处理都能够实时完成。

 

采用该方案,可以实现如下功能:

1路精确电流检测,4档自动增益调整,检测电流范围0~1500A4~9路电压检测,单一通道与电流同步1~5路温度检测,与芯片内部温感冗余测量利用多余的IO以及电压检测端口,可以集成简单的绝缘电阻检测功能单芯片方案,自带MCU,实现系统校准和温度补偿功能可扩展E2PROM实现数据存储和故障存储,监控运行过程更多的IO可用于直接故障输出或者特定输入,客户自定义冗余处理和诊断机制

多路接触器电压测量点参考图:

 


电压测量点

BDU中的接触器,主正、主负、快充接触器等三个是大电流接触器。其工作电流数百安培,冲击电流则更大。直接与动力电池包连接。因为是纯机电元件,很难去在线评估它的工作状态。比如触点氧化等各种原因导致的接触电阻增大,会使得发热恶劣,最终导致触点沾粘。无法起到断开高压的目的,导致安全问题产生。因此,采用集成电流电压检测的传感器,可以通过在线估算接触电阻的方式,来判断接触器的接触电阻的变化趋势。因为集成了存储器,这些数据都可以有记录。另外一个好处在于,跟高压相关的参数都在高压端得到了处理,降低了通道隔离成本。

综上所述,集成电压检测的电流传感器,是霍尔传感器无法实现的功能,更加适合用于汽车BMS系统中。对于平台化设计和更高的功能安全要求,都是非常有益的。在BMS市场主推的传感器运用:

12V铅酸电池或者锂电池传感器方案48V微混系统电池用分流器以及设计方案EV /HEV 用高压BMS中电流/电压传感器成品以及设计方案

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