針對(duì)高壓儲(chǔ)能,及新能源汽車OBC單元,發(fā)現(xiàn)電壓采樣及電流采樣都是標(biāo)準(zhǔn)配置;
1、應(yīng)用場(chǎng)景 - 高壓BMS及OBC為例
我們看一下儲(chǔ)能及OBC里面的電流測(cè)量電路及功能
儲(chǔ)能:為了實(shí)現(xiàn)SOC算法,必須要采樣電流
OBC:為了實(shí)現(xiàn)電流環(huán)的控制,比如PFC的CCM(Continous Current Mode)就是控制電流
汽車BMS里面,也有采用隔離霍爾方式的,用的較多的是LEM DHAB
2、不同類別的電流檢測(cè)方案
如下圖,是常見(jiàn)的電流檢測(cè)方案,以及方案的優(yōu)劣勢(shì)
不同類別的方案適合不同的場(chǎng)景,電阻測(cè)量方式因?yàn)槠浜?jiǎn)單,低成本,應(yīng)用最廣泛,但是其本身是非隔離的,且電阻會(huì)產(chǎn)生熱,熱又會(huì)影響精度,因此設(shè)計(jì)時(shí)一般對(duì)后面的調(diào)理電路及布局走線會(huì)有更高的要求;
霍爾檢測(cè)本身是隔離的,但是其精度一般較低,因此對(duì)于小電流檢測(cè)應(yīng)用就不合適;在BMS里面,霍爾檢測(cè)一般作為備份檢測(cè)方式(保證功能安全一般會(huì)采取兩種方式)
3、電流測(cè)量電路注意實(shí)現(xiàn)
第一節(jié)可以看到,BMS和OBC中,基于具體需求,采用了3種不同的電流采樣方式;在設(shè)計(jì)電流采樣電路時(shí)候,一般需要考慮如下的問(wèn)題
測(cè)量的電流范圍及精度
比如新能源汽車的電池,需要檢測(cè)放電電流和充電電路,電流范圍很寬,一般在-300A~300A范圍;且為了保障SOC的精度,電流測(cè)量精度也要求高,一般2%以內(nèi);
是否需要隔離:
基于安全考慮,采樣電路和主控電路之間,是否需要隔離?比如OBC里面的PFC和LLC的電流檢測(cè),都采用了隔離的方式;
電流的頻率
比如新能源汽車的充放電電流,雖然大,但是頻率不高,結(jié)合其他考慮一般采用分流器+霍爾的方式檢測(cè);OBC里面的LLC,因?yàn)殚_(kāi)關(guān)頻高,因此選擇了電流互感器的方式;
3、常見(jiàn)的電流檢測(cè)芯片
目前,成熟量產(chǎn)的方案以國(guó)外大廠的為主,如上圖,如AS8510,MM9Z1J648,LTC2949,MLX91208,ACS724;
其中NXP的MM9Z1產(chǎn)品,這里不是作為通用BMS AFE,而是作為高壓PACK的采樣監(jiān)控IC;
目前也有一些國(guó)產(chǎn)替代的方案在積極導(dǎo)入,
類比半導(dǎo)體的CSA240,CSA241;
成都芯進(jìn)的CC2620;
納芯微的霍爾傳感器 NSM2011,NSM2012,NSM2013;
意瑞半導(dǎo)體的CH704;
中科阿爾法的AH950;