这些车辆不仅需要精确控制驱动车轮的电动机,还需要精确控制电池中用于驱动车辆及其充电过程的电能,以确保车辆在高电压和大电流环境下也能安全充电。这些创新应用需要开发新型传感器技术,这些技术能够测量车载电力消耗,同时满足汽车行业强制性的质量和可靠性要求。.
电机的电子控制技术已经应用数十年。它们驱动着火车机车、机器人、起重机、机场行李处理系统以及几乎所有需要电子控制的运动系统。传感器用于测量流经这些电机的电流,以便电子设备能够控制电机的转速和扭矩。混合动力汽车和电动汽车也使用大功率电机来驱动车轮并加速车辆,因此需要能够精确测量电机电流的传感器,同时还要满足汽车市场对小型化、轻量化、低功耗、宽工作温度范围以及低成本的要求。因此,专为汽车电机设计的新型电流传感器应运而生,其测量范围从几十安培到几百安培甚至几千安培不等。例如,LEM公司的HC2系列传感器测量电流高达200安培,而HC20F系列传感器的测量电流高达2000安培,并符合汽车行业标准。此外,还有将电机所有三个相位的测量集成到单个封装中的解决方案。.
在汽车应用中测量电池电流已经存在多年。这些系统主要测量12V电池的各项参数,包括电流、电压和温度,以分析电池在需要时供电的能力。例如,对于启停系统而言,确保电池处于最佳状态至关重要,以防止车辆在红绿灯处熄火。电流传感器对于这类车辆来说必不可少。.
混合动力汽车和电动汽车中使用高功率锂离子电池,因此需要精确测量电池参数。LEM 的新型 CAB 系列传感器专为这些汽车电池组而设计,可通过标准汽车 CAN 总线在整个温度范围内提供极其精确的电池电流数据,从而轻松集成到车辆系统中。该传感器采用磁感应(磁通门)技术——与军事领域用于确定附近潜艇位置的原理相同——实现如此精确的测量,且无偏移或热漂移。它与 DHAB 系列传感器相辅相成,后者采用更传统的霍尔效应原理进行非接触式电流测量,因此具有电气隔离特性。.
随着消费者对电动汽车充电时间的需求日益增长,电池充电所需的功率也显著增加。这种高功率需求催生了专用充电站,其功率是家用电源的数倍,只需几分钟即可完成车辆电池的充电,而使用普通家用插座充电则需要数小时。为了确保充电过程对用户和环境的安全,车载电子设备必须保证在检测到任何异常或漏电时立即中断充电。由于车辆同时使用交流电和直流电充电,家用传感器已无法满足需求,因此必须开发专用的、高精度、快速响应的传感器来应对这一新应用。LEM 与其他合作公司正在开发满足这一需求的全新解决方案,并将其集成到经济高效的紧凑型封装中,能够在微秒级的时间内测量毫安级的直流漏电流。.
对于致力于优化电动汽车性能并降低成本的汽车制造商而言,更小巧、更高效、更紧凑的电子解决方案是下一步的发展方向。为了利用现有技术实现相同的性能,这些更小的系统需要以更高的速度和频率运行,从而产生高幅值的纹波电流,这会损坏大多数电流测量传感器。.
因此,传感器和其他组件必须能够在日益严苛的高温环境下完美运行。LEM正在测试新型材料和测量技术,并已研制出可满足汽车行业未来需求的样机。.
为了提高效率、降低排放,汽车行业正朝着更多地使用车载电气系统的方向发展。从启停系统到混合动力汽车和电动汽车,这些系统都需要精确测量电流,以确保车辆正常高效运行。.
此外,电子技术的进步需要能够承受高温和恶劣环境的新型传感器。汽车行业正以前所未有的速度发展,并推动新技术的研发,以期为未来的个人交通出行开发解决方案。.
作者:
作者:Ramón Portas,LEM
