最近兩個月更新量有點少,我是知道的,一是因為分出了一部分時間給了家人,還有就是工作有點繁雜,占用了一些時間;年紀大了,堅持做一些可以提高自己的事情,時間經不起消耗。

前面有兩章總結了霍爾電流傳感器的相關原理,這次介紹一下另一種重要的電流檢測方案:分流器方案。定義與檢測原理:分流器(Shunt)說白了就是一個小阻值的電阻,通常是μΩ級別;當電流通過時,在分流器兩端形成一個mV級別的壓降,然后我們通過檢測這個壓降來計算電流值。

分流器的方案在BMS上應用案例很多,下圖為MODEL 3上使用的分流器(來自于ISA,上面焊接有PCB板)。

分流器結構：

基本的結構如下圖,主要為四部分:安裝孔、金屬端子、焊接結合處與金屬合金。

整個分流器屬于三段式結構,即金屬端子-合金-金屬端子,三者通過焊接的方式結合在一起;分流器上主要的設計難點就在合金材料與焊接工藝上。金屬合金:金屬合金就是分流器的電阻本體,目前主要有三種材料,即錳銅合金、鐵鉻鋁合金、鎳鉻合金。BMS分流器上面的合金一般為錳銅合金(下圖來自于睿思官網),它具有低電阻率以及低溫度系數特性,所以在低阻值分流器上面采用。

金屬端子:主要材質為銅(例如紫銅、黃銅),因為銅在空氣中容易氧化,導致接觸不良,所以其表面會進行一些特殊處理,例如鍍錫、鍍鎳或者有機保焊膜(OSP);下圖所示(來自Cyntec官網),分別是OSP與鍍錫的產品。

合金的焊接方式:一般都采用高能電子束焊接,是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊接面,使被焊工件熔化實現焊接,真空電子束焊是應用最廣的電子束焊;下圖為焊接臺架示意圖,來自于百度百科。

分流器與PCB連接方式:分流器與PCB連接存在兩種方式,一是引腳焊接的方式,另外一種是SMT方式;在下圖中(來自于BOURNS官網),分別為對應兩種焊接方式的產品;坦白講,在現實中SMT形式的分流器產品更多見,可能因為SMT焊接相對更牢固的原因。

下圖為分流器與PCB的SMT焊接形式示意圖(來自Cyntec官網),特斯拉MODEL 3上也采用的這種形式。

采樣連接方式:采樣線采用四線連接,或稱為開爾文四線檢測;如下圖所示(圖片來源于網絡),除了正常的功率線外,還使用額外的兩條專用線去采集電壓,這種方法消除了功率走線中的壓降,進而提高了檢測的精度;其實這種方法在電池模擬器的輸出端經常見到。

在實際的PCB上,走線方式如下圖(來自于BOURNS官網),我們的目的是兩條專用的電壓采樣線越接近合金本體越好,盡可能保證采集到的電壓為分流器合金本體的壓降。

關于分流器廠家,常見的國外有ISA、VISHAY、KOA、BOURNS;國內的像Cyntec、睿思等。總結:這章先介紹基本的結構等,后面再介紹關鍵的電氣參數;說了這么多,其實大多還是紙上談兵,其中的要點還需要各位在實際項目中具體體會才是;以上所有,僅供參考。

審核編輯：符乾江