引言

電動(dòng)汽車這在近幾年已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，主要是2輪的電動(dòng)自行車比較多，低碳環(huán)保，應(yīng)用范圍比較廣泛，包含的車型種類比較多，有3輪的和4輪的低速車、有四輪的EV車型，也有電動(dòng)大巴和電動(dòng)貨車、觀光車等等，單應(yīng)用的方式基本是一樣的，3輪和4輪的電動(dòng)車基本對于傳感器的需求是很少的，一般比較多的使用分流器或者比較簡單或者低端的霍爾傳感器，也有很多國內(nèi)廠家是自己用很簡易簡陋的方式搭出來的產(chǎn)品，這樣的低速車目前的整體安全性是無法保障的，本文中主要介紹的是基于電動(dòng)大巴和家用電動(dòng)轎車的電流傳感器選擇和使用。

霍爾電流傳感器的原理

目前電動(dòng)汽車用的電流傳感器基本都是開環(huán)的電流傳感器，之前電動(dòng)汽車選用的電流傳感器都是閉環(huán)電流傳感器，因?yàn)殚]環(huán)電流傳感器的精度高，響應(yīng)時(shí)間比較快，開環(huán)電流傳感器相比較幾年前的電流傳感器在性價(jià)比、結(jié)構(gòu)尺寸、高低溫特性上有很大的進(jìn)步，并且在可靠性上大大增加，這主要得益于目前的電流傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單

 

開環(huán)霍爾電流傳感器基于直測式霍爾原理，即開環(huán)原理（也稱只測試霍爾），原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在很小的氣隙中，對磁通進(jìn)行線性檢測，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后，副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓，此電壓能夠精確反映原邊電流的變化。原理圖及外形如下：

霍爾原理傳感器的特點(diǎn)

霍爾傳感器不論是開環(huán)還是閉環(huán)原理，基本的性能區(qū)別不大，基本的優(yōu)點(diǎn)在于：

A、響應(yīng)時(shí)間速度快

B、溫漂低

C、測量精度高

D、體積小

E、過載能力強(qiáng)

電動(dòng)汽車電流傳感器的種類

電動(dòng)汽車傳感器主要分為2部分使用，BMS蓄電池管理系統(tǒng)和電機(jī)控制器，這兩個(gè)系統(tǒng)中的電流傳感器有一些是可以相互兼容使用的，這主要取決于設(shè)計(jì)者的理念和終端市場的需求，如下：

 

BMS蓄電池管理系統(tǒng)

按照目前的使用要求，適用的型號有JKC39I、JKC5I、JKC1I，其中JKC39I屬于單電源單量程電流傳感器，需要提供5V供電；JKC1I電流傳感器雙電源雙量程電流傳感器，需要提供DC ±12-15V電源，前面這兩個(gè)型號在中低速車中應(yīng)用比較多，JKC39I未開市場的應(yīng)用量會(huì)更大，因?yàn)榭煽啃韵鄬τ贘KC1I可靠性更高。

另外，JKC5I屬于單電源雙量程電流傳感器，同樣需要單電源DC +5V供電，這里面有2個(gè)磁芯、2個(gè)霍爾元器件和2個(gè)磁芯護(hù)套，當(dāng)電流小于某一電流值時(shí)，傳感器自動(dòng)切換到第一量程，當(dāng)大于這一電流值時(shí)自動(dòng)切換到第二通道進(jìn)行測量，這樣主要是對于電流傳感器的精度有一定保障。

JKC1I 開環(huán)電流傳感器（穿孔20*10mm）

目前一套BMS蓄電池管理系統(tǒng)中電流傳感器基本使用一個(gè)，除非客戶在高壓機(jī)電盒中有不同的要求，否則，加一個(gè)電流傳感器即可，多增只會(huì)讓電動(dòng)汽車硬成本上漲。

電機(jī)控制器應(yīng)用

就目前而言，電機(jī)控制器中的設(shè)計(jì)使用方式還是有本質(zhì)上的區(qū)別的，低速車一般都是電機(jī)控制器部分檢測三相電流，JKC39I、JKC1I、JKP9I、這3個(gè)系列都是可以適用的，只是在技術(shù)參數(shù)和安裝方式上有一定的區(qū)別，其中JKC1I在低速車和電動(dòng)大巴上應(yīng)用比較多一些，主要是這樣的傳感器性價(jià)比比較高，且屬于市場通用料，但是在整體的可靠性上沒有其他系列的要高。

另外JKP9I和JKC39I是目前國內(nèi)家用電動(dòng)轎車的應(yīng)用的方式，主要是這兩個(gè)系列的電流傳感器結(jié)構(gòu)簡單、無需PCB處理電路，所有的檢測、處理完全集中于霍爾芯片中，芯片的可靠性非常高，需要一個(gè)PCB把霍爾元器件固定住，同時(shí)需要一個(gè)磁環(huán)來感應(yīng)聚磁。

以上就是目前國內(nèi)電動(dòng)汽車電流傳感器的使用部分的簡單介紹。

 

 

電流傳感器的對比和結(jié)構(gòu)

注：JKP9I電流傳感器結(jié)構(gòu)圖

 

根據(jù)上面的拆開圖可以看到，JKC1I雖說在市場應(yīng)用量比其他產(chǎn)品要大，但是在PCB電路上有20個(gè)左右的電子元器件，每增加一個(gè)元器件就會(huì)降低電流傳感器整體可靠性，相對而言，JKP9I電路就十分簡單，只有一個(gè)霍爾芯片和一個(gè)磁芯組成，構(gòu)造極為簡單，可靠性大大增加，經(jīng)過測試，只有高溫達(dá)到170°C的時(shí)候才會(huì)使磁芯和芯片同時(shí)失效，但如果達(dá)到170°C時(shí)，估計(jì)整車控制器內(nèi)部的其他元器件已經(jīng)部分失效了，所以這樣的電流傳感器失效率是很低的。

注：閉環(huán)電流傳感器、開環(huán)電流傳感器、電動(dòng)汽車電流傳感器對比圖

 

 

 

電流傳感器在選擇和使用時(shí)需要注意的問題：

A、需要注意穿傳感器孔尺寸是否能夠保證電線可以穿過，如果是測量電纜，需要注意電纜做完線頭之后，產(chǎn)品做維護(hù)，傳感器是否好取下，最好選擇使用銅排，即美觀也便于維護(hù)安裝；

B、需要注意空間結(jié)構(gòu)是否滿足；

C、接線時(shí)注意接線端子的裸露導(dǎo)電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)的工程師才能對該產(chǎn)品進(jìn)行接線操作。電源、輸入、輸出的各連接導(dǎo)線必須正確連接，不可錯(cuò)位或反接，否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。

D、產(chǎn)品安裝使用環(huán)境應(yīng)無導(dǎo)電塵埃及腐蝕性

E、注意穿線的方式不要穿反讓被測量導(dǎo)體盡量充滿傳感器的穿孔，如果不能達(dá)到，要讓被測導(dǎo)體保持居中的位置，固定不動(dòng)，這樣會(huì)降低晃動(dòng)帶來的位置誤差。

 

結(jié)束語

在新能源汽車政策補(bǔ)貼逐年下降、市場競爭日趨激烈今天，如何降低產(chǎn)品的硬成本、保證產(chǎn)品可靠性、降低生產(chǎn)周期等問題上，是各廠家需要做的長久工作，電流傳感器作為汽車BMS和控制器中重要的核心元器件，起到至關(guān)重要的作用，作為供應(yīng)商，我們深知此產(chǎn)品的重要性，相信我們可以做到最好！                           

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