이산화탄소 수준을 줄이기 위해 휘발유 및 디젤(화석 연료) 구동 차량에서 전기 자동차(EV)로 전환해야 할 필요성은 많은 논란의 여지가 있는 문제를 드러냈습니다. 일반적인 문제에는 구현 시기, 필수 인프라(고속 충전 다중 차량 시스템 포함), 소비자 기반 채택이 아닌 입법화, 지속적인 시스템 개선, 새로운 중요 원자재 공급원 등이 포함됩니다.
설계 엔지니어가 해결해야 할 보다 간단하면서도 아직 해결되지 않은 기술 문제 중 하나는 전류 감지입니다. technology. 전기 자동차 추진(모터 제어), 전압 변환, 배터리 관리 및 충전(OBC(온보드 충전기), 가정용 및 인프라 기반) 시스템과 관련된 전류 레벨을 안전하고 효과적으로 전환하려면 모두 전류 센서가 필요합니다.
배터리는 전기 자동차의 유일한 에너지원이며 수명이 제한되어 있습니다. 수명을 연장하기 위해 배터리 모니터링 시스템은 종종 IVT(전류, 전압 및 온도) 센서라고 불리는 전류 및 온도 센서를 사용하여 상태(SOH), 충전 상태(SOC) 및 기능 상태(SOF)를 추정합니다. Research Reports World에 따르면, 전기 자동차 배터리 전류 센서 시장만 해도 1310.0년에 2021억 12.17억 2610.0천만 달러 규모의 시장 규모를 가지며, 예측 기간 동안 연평균 복합 성장률(CAGR) 2027%로 증가하고, XNUMX년에는 XNUMX억 XNUMX억 XNUMX천만 달러에 달할 것으로 예상됩니다. XNUMX.
좋은 소식은 시스템 설계자가 정부가 현재를 감지하는 방법이나 이국적인 재료를 포함하는 방법을 지시하도록 요구하지 않는 선택권이 있다는 것입니다. 선택할 수 있는 항목 중에는 저항성(전류) 션트, 공급자 선택이 가능한 다양한 홀 효과 센서 설계, 변류기, 자기 저항과 같은 신기술 옵션, 다이아몬드 양자 센서 등이 있습니다. 전류 센서의 시스템 설계 문제에는 하이사이드 대 로우사이드 전류 감지, 인터페이스 회로, 대역폭, 응답 시간, 차폐, 자속 집중기 설계, 신호 대 잡음비(SNR), 누화, 프로그래밍 가능성 등이 포함됩니다.
현재 션트
표준 전류 분류기는 전류를 감지하는 가장 간단한 솔루션입니다. 고정밀, 낮은 값, 고전력 저항기입니다. 션트를 통해 전달되는 전류는 전류에 비례하는 전압 강하를 발생시킵니다(E=I*R). 그러나 전류 레벨을 결정하려면 션트 전체의 전압을 증폭, 분리 및 측정해야 합니다. 션트 저항이 부하와 직렬로 연결되어 있기 때문에 전압 강하는 전력 손실을 초래하므로 점점 더 작은 저항 값이 사용됩니다. 이는 전압 강하를 증폭하고 보상하기 위한 AFE(아날로그 프런트 엔드)가 이러한 매우 작은 값을 측정하려면 매우 정확해야 함을 의미합니다. AFE는 또한 향상된 안전성을 위해 격리 기능을 제공할 수도 있습니다.
홀 효과 감지
홀 효과 전류 센서는 전류가 흐르는 도체 주변의 자기장의 크기를 측정합니다. 고전류에 직접 연결되는 션트와 달리 홀 효과 장치는 부하에서 분리됩니다. 고유한 갈바닉 절연 기능을 갖춘 홀 효과 전류 센서는 DC 및 AC 전류를 모두 측정할 수 있고 전력 손실이 낮으며 전력 전자 장치에서 열적으로 분리됩니다.
홀 효과 전류 센서에서 홀 요소는 전류 전도체 주위에 배치된 페라이트 자기 코어(플럭스 링 또는 컬렉터)의 간격에 장착됩니다. 시중에서 판매되는 장치의 AFE에는 홀 전압을 사용 가능한 수준으로 높이고 변환하는 증폭기와 기타 회로가 포함되어 있습니다. 2개의 홀 셀을 사용하는 차동 전류 센서 측정은 인접한 전류 라인이나 표류 자기장에서 누화가 발생할 수 있는 잡음이 많은 환경에서도 높은 정확도를 제공합니다.
2부에서는 EV의 전류 감지를 위한 다른 기술에 대해 논의합니다.
참고자료
HEV/EV 배터리의 전류 감지 이해
(34) 글로벌 전기자동차 배터리 전류 센서 시장[2023-2027] | 도전과 기회 | 시장 규모는 2610억 XNUMX천만 달러에 달할 것으로 예상 | 링크드인
이미지 출처: Isabellenhutte_EV Shunt Resistors_tech 기사_최종(isabellenhuetteusa.com)
주요 이미지 출처: 하이브리드 전기 자동차(HEV) 애플리케이션의 홀 효과 전류 감지 | 알레그로 마이크로시스템즈
전류 센서 | XENSIV™ – 고정밀 코어리스 전류 센서 – Infineon Technologies