引言

電動(dòng)汽車(chē)這在近幾年已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，主要是2輪的電動(dòng)自行車(chē)比較多，低碳環(huán)保，應(yīng)用范圍比較廣泛，包含的車(chē)型種類(lèi)比較多，有3輪的和4輪的低速車(chē)、有四輪的EV車(chē)型，也有電動(dòng)大巴和電動(dòng)貨車(chē)、觀光車(chē)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(chē)基本對(duì)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(jiǎn)單或者低端的霍爾傳感器，也有很多國(guó)內(nèi)廠家是自己用很簡(jiǎn)易簡(jiǎn)陋的方式搭出來(lái)的產(chǎn)品，這樣的低速車(chē)目前的整體安全性是無(wú)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(chē)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(chē)用的電流傳感器基本都是開(kāi)環(huán)的電流傳感器，之前電動(dòng)汽車(chē)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(kāi)環(huán)電流傳感器相比較幾年前的電流傳感器在性?xún)r(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(jiǎn)單

 

開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器基于直測(cè)式霍爾原理，即開(kāi)環(huán)原理（也稱(chēng)只測(cè)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(duì)磁通進(jìn)行線性檢測(cè)，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過(guò)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(kāi)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(cè)量精度高

D、體積小

E、過(guò)載能力強(qiáng)

電動(dòng)汽車(chē)電流傳感器的種類(lèi)

電動(dòng)汽車(chē)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(chǎng)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(hào)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(hào)在中低速車(chē)中應(yīng)用比較多，JKC39I未開(kāi)市場(chǎng)的應(yīng)用量會(huì)更大，因?yàn)榭煽啃韵鄬?duì)于JKC1I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(cè)量，這樣主要是對(duì)于電流傳感器的精度有一定保障。

JKC1I 開(kāi)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(hù)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(chē)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(chē)一般都是電機(jī)控制器部分檢測(cè)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(chē)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?xún)r(jià)比比較高，且屬于市場(chǎng)通用料，但是在整體的可靠性上沒(méi)有其他系列的要高。

另外JKP9I和JKC39I是目前國(guó)內(nèi)家用電動(dòng)轎車(chē)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(jiǎn)單、無(wú)需PCB處理電路，所有的檢測(cè)、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(lái)感應(yīng)聚磁。

以上就是目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)電流傳感器的使用部分的簡(jiǎn)單介紹。

 

 

電流傳感器的對(duì)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(kāi)圖可以看到，JKC1I雖說(shuō)在市場(chǎng)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(duì)而言，JKP9I電路就十分簡(jiǎn)單，只有一個(gè)霍爾芯片和一個(gè)磁芯組成，構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，可靠性大大增加，經(jīng)過(guò)測(cè)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(chē)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(kāi)環(huán)電流傳感器、電動(dòng)汽車(chē)電流傳感器對(duì)比圖

 

 

 

電流傳感器在選擇和使用時(shí)需要注意的問(wèn)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(guò)，如果是測(cè)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(mǎn)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(zhuān)業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)的工程師才能對(duì)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(wú)導(dǎo)電塵埃及腐蝕性

E、注意穿線的方式不要穿反讓被測(cè)量導(dǎo)體盡量充滿(mǎn)傳感器的穿孔，如果不能達(dá)到，要讓被測(cè)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(lái)的位置誤差。

 

結(jié)束語(yǔ)

在新能源汽車(chē)政策補(bǔ)貼逐年下降、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(wèn)題上，是各廠家需要做的長(zhǎng)久工作，電流傳感器作為汽車(chē)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！                           

推薦閱讀：
是時(shí)候?qū)ふ业统杀綝RAM替代方案了 
嵌入式MCU如何滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的需求？（二） 
分享智能手機(jī)環(huán)境光近傳感器設(shè)計(jì)技巧 
詳讀EMC的共模干擾與差模干擾以及抑制方法