可實現(xiàn)電動汽車電池超高精度監(jiān)測的TMR傳感器解決方案

電池電量指示儀表是混合動力電動汽車(xEV)的一項基本功能配置。電池監(jiān)測功能可以準確測量剩余電池容量，有助于精確估算行駛距離，隨著電動汽車耗電量的增加，未來將需要更精確的電池監(jiān)測功能。而電流傳感器就是影響電動汽車電池監(jiān)測性能的元件之一。

電池監(jiān)測

●    電池監(jiān)測面臨的挑戰(zhàn)對于避免“電量耗盡”至關重要 

●    電池監(jiān)測解決方案可檢測高達1200 A的大電流，且誤差小于1%

傳統(tǒng)閉環(huán)傳感器與TMR電流傳感器

通過將TMR元件、線圈、磁檢測部分和ASIC集成于單封裝中，減小了尺寸和功耗。

電池監(jiān)測面臨的挑戰(zhàn)對于避免“電量耗盡”至關重要

通常而言，當電池耗盡時，電動汽車就無法繼續(xù)行駛。尤其在高速公路上，能否避免電量耗盡非常關鍵，否則可能會導致重大交通事故，不僅危及人身安全，還會造成嚴重的交通堵塞。為了避免發(fā)生這種情況，汽車制造商和交通基礎設施公司提供了各種服務支持，包括向駕駛員顯示精確的電池電量消耗估算值，以及提供有關電池充電服務區(qū)和停車區(qū)的信息。隨著未來電動汽車的普及和電力供應基礎設施的發(fā)展，這些配套服務也將會進一步加強。

為了有效估算電池消耗情況，高精度電池監(jiān)測至關重要。如果無法實現(xiàn)對剩余電池容量的精確測量，就很難獲得有關剩余可行駛距離的可靠信息。此外，提高電池監(jiān)測的精度不僅可以檢查與剩余電池容量有關的電池充放電狀態(tài)，還可以避免發(fā)生損害電池性能的情況，從而有助于延長電池使用壽命。

磁傳感器元件的特性比較

電池監(jiān)測解決方案可檢測高達1200 A的大電流，且誤差小于1%

在用于電池監(jiān)測的各類電流傳感器中*1，通常采用閉環(huán)電流傳感器進行測量。閉環(huán)電流傳感器有一個由線圈組成的大磁芯，可產生磁通量用于感測。但是，采用這種傳感器會影響電池監(jiān)測設計的靈活性，并且無法減輕車輛重量。

TDK開發(fā)的新型閉環(huán)隧道磁阻效應(TMR)*2電流傳感器可解決這些問題，其中使用了無芯傳感器。TMR電流傳感器的磁檢測部分（由TMR元件、線圈和電阻組成）和專用集成電路(ASIC)*3均集成在一個封裝中，能夠采用非接觸方式高精度測量高達1200 A的大電流，且誤差小于1%（滿量程）。此外，它的體積小，功耗低，可以實現(xiàn)前所未有的高精度電池監(jiān)測。

這款新型TMR電流傳感器通過充分運用TDK集團的TMR元件技術和TDK-Micronas的磁傳感器設計技術開發(fā)而成，展現(xiàn)了其強大的技術實力。TMR電流傳感器（產品名稱：CUR 423x）將支持高精度電池監(jiān)測，并進一步推動電動汽車的普及。

TMR元件產生的輸出（即該元件檢測到磁場強度和變化并將其轉化為電信號之后輸出的值）比AMR（各向異性磁阻）元件和GMR（巨磁阻）元件等其他傳感器元件產生的輸出更高。CUR 423x是一種非接觸式磁場傳感器，可用于汽車和工業(yè)領域的高直流電流和高交流電流測量。這是首個利用TDK TMR技術開發(fā)的Micronas品牌產品。

TMR電流傳感器CUR 423x

術語

1.       電流傳感器的類型：電流傳感器有多種類型，包括“分流電阻型”：使電流通過小阻值電阻并測量兩端之間的電壓來獲得電流值；以及“閉環(huán)型”：反饋電流通過第二繞組，使輸入電流產生的磁場恒定為零。

2.       TMR（隧道磁阻）是一種磁改變通過絕緣膜的隧穿電流的現(xiàn)象；應用該機制的元件具有較高的磁阻率（磁阻率體現(xiàn)靈敏度），并且能夠比傳統(tǒng)元件更準確地讀取高密度信號。

3.       ASIC（專用集成電路）是指為信號處理等特定應用而設計的集成電路，其中集成多種功能電路。

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