电动汽车和混合动力汽车的全球市场正在快速增长,与汽油或柴油汽车相比,电动汽车和混合动力汽车具有更高的燃油效率和更低的排放,并且使用可再生能源。与传统车辆不同,在电动汽车运行系统的许多地方,为了对系统进行控制、保护、监控和管理,需要对电路中的电流进行全量程(MA至KA)、宽温度范围(-40 ℃至125 ℃)的检测。例如,使用电机驱动控制、逆变器控制、过电流保护、电池充电和健康状态估计。
通常,电流值的检测是通过插入某种类型的传感器来完成的。当前检测方案的选择需要考虑很多因素,但最重要的因素如下:
*准确性:它是决定系统有效性的最重要的参数,因为车辆中的一些控制动作需要达到某个当前值定义点。
*温度效应:汽车使用的零部件温度一般要求在-40 ℃到+125 ℃之间变化。因此,元件应在较宽的温度范围内保持相同的精度。
*线性度:线性度应始终保持在实际应用温度范围内。
除了上述因素之外,被测电流是交流还是DC,电流的复杂性,对噪声的敏感性,隔离要求,稳定性,可靠性,带宽,瞬态响应,成本和功率损耗等。
一般来说,电流测量方法可以分为两类:电阻测量和电磁测量。各有利弊。但电阻测量方案以其精度高、量程大、抗干扰能力强等优点被设计工程师采用。这里主要讨论的是电阻测量方案。该方案是将分流器连接到电路上,并检测电阻两端的电功率压降来确定电流。
基于电阻的测量方案,电流检测的精度和线性取决于分流器的质量。我们认为在选择分流器时应考虑以下几个方面
1.当IC处理器可以接受时,尽量选择较小的电阻值,这样可以降低功耗和温升。
2.电阻的热平衡时间应尽可能短,使电阻在大电流的冲击下能在短时间内稳定,从而实现各系统的实时精确控制。
3.电阻线性度好。从Ma到KA,流经电阻的电流和电阻压降可以接近线性关系。
4.温度系数TCR尽可能低,在整个工作温度范围内,温度引起的电阻偏差会很小。
鉴于电阻分流器的结构,分流器的性能取决于所用的电阻合金材料。目前,分流产品广泛可用。由于材料、研究和实验条件的不同,性能指标未能形成统一的标准。如果应用于蒸汽汽车的电气系统,可能会给企业造成巨大的维护成本。
因此,目前国内大型电动车企业仍然选择最知名的品牌分流器。市场上的主流产品主要是进口品牌产品,但在价格和交货期上都不尽如人意。国内客户面临价格高、交货期长(六个月)的问题,一定程度上制约了国内电动车行业的发展。
基于对市场需求的了解和电阻产品技术的长期积累,第一步电子花了多年时间探索电阻合金材料和分流工艺技术。期间还与以色列、德国、日本等著名电阻厂进行了密切的技术交流和讨论。为实现从马到卡的全方位高精度车辆分流,投入了大量的人力物力。目前产品已经定型,实现批量生产。基本参数如下:
经过严格的对比试验,无论是电阻热平衡时间还是电阻漂移参数,该分流器的电阻积与阶跃式电子瑞斯电阻接近甚至相近