電流傳感器/電壓傳感器 在新能源汽車(chē)-BMS中的參考設(shè)計(jì)

分流器式電流傳感器和霍爾電流傳感器是目前汽車(chē)電池管理系統(tǒng)主要應(yīng)用的電流檢測(cè)方式。這是兩種不同的電流檢測(cè)技術(shù)原理，通過(guò)對(duì)比和汽車(chē)BMS特殊應(yīng)用要求，小編認(rèn)為，基于分流器的直接式電流采樣技術(shù)的電流傳感器是汽車(chē)和能源存儲(chǔ)系統(tǒng)BMS應(yīng)用的首選。

常見(jiàn)問(wèn)題分析

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電流傳感器是一個(gè)單獨(dú)的部件，放置在PACK或者BDU。它只負(fù)責(zé)電流的檢測(cè)。另外總電壓測(cè)量是由BCU完成，如果還有接觸器檢測(cè)，那么這些高壓檢測(cè)都是由BCU或者單獨(dú)的模塊完成。因此存在諸多問(wèn)題：

總電流電壓測(cè)量不同步，累積安時(shí)積分誤差接觸器壓差檢測(cè)，因?yàn)殡娏鞑煌剑浪憬佑|電阻出現(xiàn)誤差額外的隔離電路和器件，增加了隔離成本BDU中高壓線(xiàn)束引出會(huì)導(dǎo)致更多的成本和風(fēng)險(xiǎn)，也不利于模塊化或者平臺(tái)化設(shè)計(jì)增加BCU中MCU的負(fù)擔(dān)，需要及時(shí)處理安時(shí)積分、估算接觸電阻等

方案推薦

針對(duì)上述問(wèn)題，我們推出了一套BMS中檢測(cè)電流/電壓傳感器的方案。采用ISA的BAS分流器，加上NXP的MM9Z1_638的芯片，使得多路電壓檢測(cè)，電流檢測(cè)等功能在一顆芯片上得到解決，并且該芯片自帶了MCU。系統(tǒng)校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理都能夠?qū)崟r(shí)完成。

采用該方案，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

1路精確電流檢測(cè)，4檔自動(dòng)增益調(diào)整，檢測(cè)電流范圍0~1500A4~9路電壓檢測(cè)，單一通道與電流同步1~5路溫度檢測(cè)，與芯片內(nèi)部溫感冗余測(cè)量利用多余的IO以及電壓檢測(cè)端口，可以集成簡(jiǎn)單的絕緣電阻檢測(cè)功能單芯片方案，自帶MCU，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償功能可擴(kuò)展E2PROM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和故障存儲(chǔ)，監(jiān)控運(yùn)行過(guò)程更多的IO可用于直接故障輸出或者特定輸入，客戶(hù)自定義冗余處理和診斷機(jī)制

多路接觸器電壓測(cè)量點(diǎn)參考圖：

電壓測(cè)量點(diǎn)

BDU中的接觸器，主正、主負(fù)、快充接觸器等三個(gè)是大電流接觸器。其工作電流數(shù)百安培，沖擊電流則更大。直接與動(dòng)力電池包連接。因?yàn)槭羌儥C(jī)電元件，很難去在線(xiàn)評(píng)估它的工作狀態(tài)。比如觸點(diǎn)氧化等各種原因?qū)е碌慕佑|電阻增大，會(huì)使得發(fā)熱惡劣，最終導(dǎo)致觸點(diǎn)沾粘。無(wú)法起到斷開(kāi)高壓的目的，導(dǎo)致安全問(wèn)題產(chǎn)生。因此，采用集成電流電壓檢測(cè)的傳感器，可以通過(guò)在線(xiàn)估算接觸電阻的方式，來(lái)判斷接觸器的接觸電阻的變化趨勢(shì)。因?yàn)榧闪舜鎯?chǔ)器，這些數(shù)據(jù)都可以有記錄。另外一個(gè)好處在于，跟高壓相關(guān)的參數(shù)都在高壓端得到了處理，降低了通道隔離成本。

綜上所述，集成電壓檢測(cè)的電流傳感器，是霍爾傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，更加適合用于汽車(chē)BMS系統(tǒng)中。對(duì)于平臺(tái)化設(shè)計(jì)和更高的功能安全要求，都是非常有益的。在BMS市場(chǎng)主推的傳感器運(yùn)用：

12V鉛酸電池或者鋰電池傳感器方案48V微混系統(tǒng)電池用分流器以及設(shè)計(jì)方案EV /HEV 用高壓BMS中電流/電壓傳感器成品以及設(shè)計(jì)方案

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