1.前言

在穿梭世界各地的城市時，不可能不注意到混合動力電動汽車 (HEV) 和電動汽車 (EV) 的出現。隨著汽車市場中 HEV 和 EV 的快速增長，電池管理等系統變得重要。

以我們手機的電池為例。我們會不斷檢查其狀態(tài)，以確保我們可以全天使用手機。現在將其轉化為汽車，想象一下這些信息變得多么重要。

有多種電流傳感技術可以監(jiān)控 HEV 或 EV 電池的狀態(tài)。

2.電池測試方案

解決方案因電池的電壓和容量而異。如圖 1 所示，我們可以在兩個主要位置測量電流：堆棧頂部（高端感應）和堆棧底部（低端感應）。

圖 1：電池管理系統中的堆棧頂部與堆棧底部

通常，電動汽車中的電池為 400 V-800 V。在這樣的系統中，在執(zhí)行堆棧頂部電流測量時，隔離電流傳感解決方案是首選。

TI 為隔離式電流檢測提供了多種選擇。DRV425 是一種集成磁通門傳感器集成電路，成對實施時可用于高精度母線測量。TI 還提供了一系列隔離式電流檢測放大器，可以監(jiān)控高壓電池組頂部的分流器。

EV 系統中的堆棧底部電流感測以及 48-V/12-V HEV 系統中的高側和低側電流感測通常不需要隔離電流感測。 

多年來，電流檢測放大器已在用于電流和功率測量的應用中實現。這些簡單且經濟實惠的解決方案使設計人員能夠以出色的線性度和精度為閉環(huán)電路實現實時過流保護、系統優(yōu)化和電流測量。 

根據系統要求和設計人員的偏好，所需的電流檢測放大器類型會有所不同。TI 提供具有共模范圍、失調電壓、增益誤差和漂移選項的廣泛電流檢測放大器產品組合。對于 HEV/EV 電池管理系統，選擇具有模擬或數字輸出的電流檢測放大器可能很重要。

如圖 2 左側所示，具有模擬輸出的電流檢測放大器集成了增益設置電阻器，并根據在分流器兩端測得的差分電壓將放大信號發(fā)送到單端模數轉換器 (ADC)電阻器。對于模擬輸出電流檢測放大器，分流電阻的值取決于滿量程輸出、最大輸入電流和增益。最小電流受限于分流器的值和器件的失調電壓。ADC 參考將是一個額外的誤差源，需要在信號路徑中進行評估。雖然具有模擬輸出的電流檢測放大器仍然高度準確并廣泛用于電池管理系統，但具有數字輸出的電流檢測放大器可能會提供額外的價值。

TI 的數字輸出電流檢測放大器（如圖 2 右側所示）集成了一個專門的 delta-sigma ADC，無需放大輸入信號即可最大化 ADC 跨分流電阻器的滿量程輸入范圍。由于采用 delta-sigma 架構，數字輸出設備具有較低的輸入失調電壓，從而能夠在低電流下進行更高精度的測量。因此，我們可以使用較小值的分流電阻器來提高系統效率。

圖 2：模擬與數字輸出電流檢測放大器

電池管理系統等電流測量應用需要電流檢測放大器提供強大的性能。TI 的電流檢測放大器產品組合涵蓋了從寬共模范圍、低失調電壓和小增益誤差等多種需求。