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可实现电动汽车电池超高精度监测的TMR传感器解决方案

2020-07-23 TDK株式会社 阅读:
电池电量指示仪表是混合动力电动汽车(xEV)的一项基本功能配置。电池监测功能可以准确测量剩余电池容量,有助于精确估算行驶距离,随着电动汽车耗电量的增加,未来将需要更精确的电池监测功能。而电流传感器就是影响电动汽车电池监测性能的元件之一。

电池电量指示仪表是混合动力电动汽车(xEV)的一项基本功能配置。电池监测功能可以准确测量剩余电池容量,有助于精确估算行驶距离,随着电动汽车耗电量的增加,未来将需要更精确的电池监测功能。而电流传感器就是影响电动汽车电池监测性能的元件之一。qMsednc

电池监测面临的挑战对于避免“电量耗尽”至关重要

通常而言,当电池耗尽时,电动汽车就无法继续行驶。尤其在高速公路上,能否避免电量耗尽非常关键,否则可能会导致重大交通事故,不仅危及人身安全,还会造成严重的交通堵塞。为了避免发生这种情况,汽车制造商和交通基础设施公司提供了各种服务支持,包括向驾驶员显示精确的电池电量消耗估算值,以及提供有关电池充电服务区和停车区的信息。随着未来电动汽车的普及和电力供应基础设施的发展,这些配套服务也将会进一步加强。qMsednc

为了有效估算电池消耗情况,高精度电池监测至关重要。如果无法实现对剩余电池容量的精确测量,就很难获得有关剩余可行驶距离的可靠信息。此外,提高电池监测的精度不仅可以检查与剩余电池容量有关的电池充放电状态,还可以避免发生损害电池性能的情况,从而有助于延长电池使用寿命。qMsednc

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电池监测qMsednc

电池监测解决方案可检测高达1200 A的大电流,且误差小于1%

在用于电池监测的各类电流传感器中*1,通常采用闭环电流传感器进行测量。闭环电流传感器有一个由线圈组成的大磁芯,可产生磁通量用于感测。但是,采用这种传感器会影响电池监测设计的灵活性,并且无法减轻车辆重量。qMsednc

TDK开发的新型闭环隧道磁阻效应(TMR)*2电流传感器可解决这些问题,其中使用了无芯传感器。TMR电流传感器的磁检测部分(由TMR元件、线圈和电阻组成)和专用集成电路(ASIC)*3均集成在一个封装中,能够采用非接触方式高精度测量高达1200 A的大电流,且误差小于1%(满量程)。此外,它的体积小,功耗低,可以实现前所未有的高精度电池监测。qMsednc

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传统闭环传感器与TMR电流传感器qMsednc

通过将TMR元件、线圈、磁检测部分和ASIC集成于单封装中,减小了尺寸和功耗。qMsednc

这款新型TMR电流传感器通过充分运用TDK集团的TMR元件技术和TDK-Micronas的磁传感器设计技术开发而成,展现了其强大的技术实力。TMR电流传感器(产品名称:CUR 423x)将支持高精度电池监测,并进一步推动电动汽车的普及。qMsednc

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磁传感器元件的特性比较qMsednc

TMR元件产生的输出(即该元件检测到磁场强度和变化并将其转化为电信号之后输出的值)比AMR(各向异性磁阻)元件和GMR(巨磁阻)元件等其他传感器元件产生的输出更高。qMsednc

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TMR电流传感器CUR 423xqMsednc

CUR 423x是一种非接触式磁场传感器,可用于汽车和工业领域的高直流电流和高交流电流测量。这是首个利用TDK TMR技术开发的Micronas品牌产品。有关详细信息,请访问“产品中心”。qMsednc

术语

  1. 电流传感器的类型:电流传感器有多种类型,包括“分流电阻型”:使电流通过小阻值电阻并测量两端之间的电压来获得电流值;以及“闭环型”:反馈电流通过第二绕组,使输入电流产生的磁场恒定为零。
  2. TMR(隧道磁阻)是一种磁改变通过绝缘膜的隧穿电流的现象;应用该机制的元件具有较高的磁阻率(磁阻率体现灵敏度),并且能够比传统元件更准确地读取高密度信号。
  3. ASIC(专用集成电路)是指为信号处理等特定应用而设计的集成电路,其中集成多种功能电路。
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