電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車的全球市場正在迅速增長,,與汽油或柴油汽車相比,這些汽車提供了更高的燃油效率和更低的排放,,并使用可再生能源,。與傳統(tǒng)汽車不同,在電動(dòng)車運(yùn)行系統(tǒng)的很多地方,,為了系統(tǒng)的控制,、保護(hù)、監(jiān)控和管理,,必須對(duì)電路中的電流大小做全量程(mA到KA),,寬溫度范圍(-40℃到125℃)的精確檢測。例如,,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制,、變頻器控制、過電流保護(hù),、電池的充電及健康狀態(tài)估計(jì)等應(yīng)用,。
一般情況下,電流值大小的檢測是通過插入某種類型的傳感器來完成,,在電流檢測方案的選擇上通常要考慮的因素較多,,但最重要的因素有以下幾個(gè)方面:
*準(zhǔn)確度:決定系統(tǒng)的有效性,它是最重要的參數(shù),,因?yàn)槠囍械囊恍┛刂苿?dòng)作需要在達(dá)到某一電流值的定義點(diǎn)才會(huì)進(jìn)行,。
*溫度影響:應(yīng)用于汽車中的元器件,一般要求溫度從-40℃到+125℃不等,。因此要求元器件在寬溫度范圍內(nèi)保持相同的精度,。
*線性:在實(shí)際應(yīng)用溫度范圍內(nèi),應(yīng)始終保持線性。
除以上因素外,,被測電流是交流或直流,、電流的復(fù)雜性、對(duì)噪聲的敏感性,、隔離要求,、穩(wěn)定性、可靠性,、帶寬,、瞬態(tài)響應(yīng)、成本和功耗損失等也要做綜合考慮,。
總的來說電流測量方法可以分為電阻測量和電磁測量兩大類,,兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),但電阻測量方案以它的高精度,、寬量程,、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)越來越多的被設(shè)計(jì)工程師所采用,這里主要討論的是電阻測量方案,,該方案是把分流器串聯(lián)到電路中,,通過檢測電阻兩端的電壓降來確定電流。原理見下圖:
基于電阻的測量方案,,在電流檢測的準(zhǔn)確度及線性度方面很大一部分取決于分流器的好壞,, 我們認(rèn)為在分流器的選擇上應(yīng)該重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面:
1、在IC處理器可以接受的情況下,,盡量選擇較小的阻值,,這樣可以降低功耗,減小溫升,。
2,、電阻的熱平衡時(shí)間要盡量短, 這樣電阻在大電流沖擊下,,短時(shí)間內(nèi)阻值便可以穩(wěn)定下來,以便實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)即時(shí)的精確控制,。
3,、電阻的線性度要好,從mA到KA全量程范圍,,流過電阻的電流和電阻壓降可以接近線性關(guān)系,。
4、溫度系數(shù)TCR盡量低,,整個(gè)工作溫度范圍內(nèi),,由溫度造成的阻值偏差才會(huì)小。
鑒于電阻分流器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分流器的性能取決于所用的電阻合金材料,,而目前市面上分流器產(chǎn)品琳瑯滿目,,由于材料、研究和實(shí)驗(yàn)條件的不同,,導(dǎo)致性能指標(biāo)未能形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),,如果應(yīng)用在汽車電氣系統(tǒng)上,可能會(huì)給企業(yè)造成巨大的維修成本,。
因此,,目前國內(nèi)規(guī)模化的電動(dòng)汽車企業(yè)還是以選擇有口碑的品牌分流器的居多,,當(dāng)前市場上主流的以進(jìn)口品牌產(chǎn)品為主,,但在價(jià)格和交期方面不盡人意,國內(nèi)客戶面臨價(jià)格高,、交期長(6個(gè)月以上)的問題,,在某種程度上制約了國內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展。
基于對(duì)市場需求的理解和對(duì)電阻產(chǎn)品技術(shù)的長期積累,,開步電子用了8年多的時(shí)間在電阻合金材料和分流器制程工藝方面做了深入探索,,期間也同以色列、德國,、日本等著名的電阻工廠進(jìn)行密切的技術(shù)交流和研討,,投入了大量人力、物力對(duì)車用mA到KA全量程高準(zhǔn)確度分流器進(jìn)行了開發(fā),。目前產(chǎn)品已經(jīng)定型且實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),,基本參數(shù)如下所示:
通過嚴(yán)苛的對(duì)比測試,在電阻熱平衡時(shí)間和阻值漂移量參數(shù)上,,開步電子的Resistor.Today分流器電阻產(chǎn)品與同類產(chǎn)品性能接近甚至更優(yōu),,對(duì)比測試如下圖:
值得一提的是,為了開發(fā)這款車用分流器,,開步電子搭建了完備的測試實(shí)驗(yàn)室,,目前實(shí)驗(yàn)室具備大電流、高精度(2400A,, 0.05%)的測試能力,。另外,ARCS系列車規(guī)分流器具備AEC-Q200認(rèn)證,,可提供測試報(bào)告,。