霍尔电流传感器在汽车电池管理系统中的应用

江苏安科瑞：何鹏飞；项目组长：谭永飞

摘要： 随着电动汽车和混合动力汽车的需求和产量正在增加，两种类型的车辆都需要高电流容量的电池来运行50kW 或更高功率的电机，并且这些都使用高压系统。汽车电池管理系统中对于电流的测量检测需要隔离测量的方式，而霍尔电流传感器是隔离测量，所以霍尔电流传感器适用于该应用场景。

关键词：电动汽车；混合动力汽车；电池管理系统；霍尔电流传感器

1：汽车电池管理系统功能概述  

汽车电池管理系统可以实现动态监测的功能。在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压。准确估测动力电池组的荷电状态，即电池剩余电量维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤，并随时显示混合动力汽车储能电池的剩余能量，即储能电池的荷电状态。

2：霍尔电流传感器在汽车电池管理系统中的应用

在电池充放电过程中，汽车电池管理系统可以通过霍尔电流传感器，实时采集电动汽车的动力电池组中每块电池的充放电电流，防止电池发生过充电或过放电现象。此外，依靠霍尔电流传感器，电池管理系统还能检测电池用电及时给出电池状况，有效杜绝出现电池漏液、绝缘受损以及局部短路的情况，进而挑选出有

问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性。

在电动汽车和混合动力汽车中，霍尔电流传感器用在三电系统中的电池系统、电机系统及充电系统。相对燃油车来说，霍尔电流传感器是电动汽车和混合动力汽车完全新增的需求，且所有的电动汽车和混合动力汽车都会使用。

图1 电动汽车三电系统示意图

 

3：霍尔电流传感器的工作原理   

霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被DCS、AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。

3.1 霍尔电流传感器技术参数

外观图片
技术参数			指标
输出	标称值		VOUT=（UC/5）×[（UC/2）+G×IP]
	零点失调电压		1/2UC
	零点失调电压偏置		±8mV
	零点失调电压温漂		±0.06mV/℃
	输出电压分辨率		2.5mV
	负载电阻		10KΩ
	灵敏度误差		±1%
	剩磁		±3mV
	灵敏度电压温漂		±0.02%/℃
	线性度		≤0.5%FS
静态电流消耗			≤15mA
电源电压			DC+5V
频宽			0～100kHz
响应时间		≤5us
温度		工作：-40℃～+125℃；储存：-40℃～+125℃

4：结束语

在汽车电池管理系统中，霍尔电流传感器主要负责对电池电流的变化进行感知，汽车电池管理系统对电流的变化判断出电池储能系统是否有短路的发生，判断电池当前的电量情况，避免过充的情况发生。霍尔电流传感器是实现电池的热管理的一个重要组成部分，可以从源头上避免电池热失控的问题出现，提高电池储能系统的安全性与可靠性。


　　审核编辑：汤梓红