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芯片級電流傳感器方案在新能源汽車上的應用

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芯片級電流傳感器方案在新能源汽車上的應用

發布日期:2018-08-14 作者: 點擊:

電動汽車上需要檢測電流的地方很多,比如BMS, MCU, PDU,車載充電器,DC-DC等目前行業內對電流的檢測和監控,除了一些高端車型會采用精度更高、響應速度更快的HALL閉環電流傳感器,普遍用的都是HALL開環方案。

HALL電流傳感器雖然HALL開環電流傳感器的精度、線性度、響應速度、溫漂特性等性能方面均不如HALL閉環方案,但是汽車電氣工程師普遍更在乎其能滿足一般工作要求情況的經濟性(4-10美金)當下國產的HALL開環方案市場價更是有朝3美金方向走的趨勢。

HALL電流傳感器

HALL 開環方案  

HALL開環電流傳感器的確有一定的經濟性,但是其較肥大的體積,要占用很大空間也越來越受到工程師的詬病。尤其是在電動汽車行業,動力模塊的小型化是各家車廠都競相研究的方向。

之前網上資料都反應說TMR(穿隧磁阻效應)技術很高端很強大,但是成本高,大家用不起。然而隨著技術的突破, TMR技術用在電流傳感器芯片在2016年就市場化了,而且價格相當的可以。

簡單介紹一下TMR概念穿隧磁阻效應(Tunnel Magnetoresistance,TMR)穿隧磁阻效應是指在鐵磁-絕緣體薄膜(約1納米)-鐵磁材料中,其穿隧電阻大小隨兩邊鐵磁材料相對方向變化的效應。此效應首先于1975年由MichelJulliere在鐵磁材料(Fe)與絕緣體材料(Ge)發現;室溫穿隧磁阻效應則于1995年,由TerunobuMiyazaki與Moodera分別發現。此效應更是磁性隨機存取內存(magneticrandomaccessmemory,MRAM)與硬盤中的磁性讀寫頭(readsensors)的科學基礎。 TMR技術Z初是用在硬盤中磁性讀寫頭上的,因此其對磁場檢測的精度、準確度以及壽命可靠性在硬盤中經過了幾十年的市場檢驗。在檢測汽車動力電流時是通過檢測銅排和導線上電流所產生的磁場,再通過芯片一定的運算來得到電流大小的。

國內已經有比亞迪和陽光電源采用了TMR芯片電流檢測方案,畢竟新技術只有行業龍頭才有實力驗證其可靠性,然而這種新技術也給這些龍頭在提高性能的同時節約了大量成本,嘗到了甜頭。可以預計未來電動汽車電流檢測技術一定是TMR的天下了。


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