【導(dǎo)讀】牽引逆變器是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件，其電流測(cè)量精度直接影響電機(jī)控制效率、續(xù)航里程和駕駛平順性。然而，工程師在設(shè)計(jì)中長(zhǎng)期面臨一個(gè)兩難選擇：帶磁芯的方案精度高但體積大，無芯方案尺寸小卻容易受振動(dòng)和磁串?dāng)_影響。8月26日，德州儀器推出TMCS2100-Q1多軸無芯霍爾效應(yīng)電流傳感器，專為HEV和EV牽引逆變器設(shè)計(jì)。該器件通過同時(shí)測(cè)量水平和垂直方向磁場(chǎng)，將位移誤差控制在0.25%至1%之間，精度達(dá)到單軸無芯方案的20倍，試圖在不增加尺寸的前提下，把電流感知的準(zhǔn)確性提升到新的水平。
最新動(dòng)態(tài)
德州儀器 (TI) 今日推出了全新的多軸無磁芯霍爾效應(yīng)電流傳感器，專為所有混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車 (HEV/EV) 的牽引逆變器應(yīng)用而設(shè)計(jì)。TMCS2100-Q1 傳感器通過多軸測(cè)量和專有算法的結(jié)合，提供了一種創(chuàng)新的電流傳感方法，有助于緩解牽引逆變器設(shè)計(jì)中精度和系統(tǒng)尺寸之間的權(quán)衡。
現(xiàn)有的無芯解決方案僅限于單軸測(cè)量，而 TMCS2100-Q1 傳感器可同時(shí)測(cè)量水平和垂直方向磁場(chǎng)。這種多軸測(cè)量的精度是單軸無芯解決方案的 20 倍，在 0.4mm 移動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的位移誤差小于 1%，在 0.1mm 移動(dòng)時(shí)低至 0.25%。這種精度水平改善了 EV 動(dòng)力總成扭矩控制回路，在不同的負(fù)載和溫度條件下最大限度地提高了效率和功率輸出。
TI 傳感產(chǎn)品副總裁兼總經(jīng)理 Jason Cole 表示：“工程師們現(xiàn)在擁有了一種突破現(xiàn)有解決方案局限性的霍爾效應(yīng)電流傳感器。隨著 800V 架構(gòu)的發(fā)展，牽引逆變器對(duì)電流測(cè)量的精度提出了更高的要求，這使得這一創(chuàng)新尤為重要。依托 TI Kilby 實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)研究成果——這一先進(jìn)的研發(fā)引擎——TMCS2100-Q1 的開發(fā)為汽車制造商打造 HEV 和 EV 提供了新的技術(shù)選擇。更高精度的電流測(cè)量可直接助力實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程、更平穩(wěn)的駕駛體驗(yàn)和更高效的電機(jī)控制。”
為什么重要
汽車制造商一直在尋求使?fàn)恳孀兤鞲p、更高效，以延長(zhǎng)行駛里程并提高車輛性能。傳統(tǒng)的測(cè)量方法通常需要在精度、尺寸和重量之間進(jìn)行權(quán)衡：
采用磁芯或 C 芯實(shí)現(xiàn)的解決方案可以提供較高的精度，但會(huì)增加尺寸和重量。
無芯解決方案尺寸較小，但位移誤差和磁串?dāng)_會(huì)影響其測(cè)量精度。
TI 目前的傳感技術(shù)通過以下方式解決了這一權(quán)衡問題：
同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)軸：車輛運(yùn)行過程中的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致傳感器和導(dǎo)體之間產(chǎn)生產(chǎn)生相對(duì)位移，從而影響單軸差分無芯傳感器的測(cè)量精度。TMCS2100-Q1 傳感器通過同時(shí)測(cè)量水平和垂直軸上的磁場(chǎng)，顯著減少了振動(dòng)引起的誤差。
提升測(cè)量精度：減少誤差并保持準(zhǔn)確的電流測(cè)量精度，可以最大限度地減少磁串?dāng)_影響和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而改善加速不平穩(wěn)、電機(jī)噪音增加和運(yùn)行效率低下的問題，進(jìn)而減少對(duì)續(xù)航里程的影響。
通過在不犧牲精度的情況下采用無芯設(shè)計(jì)，TMCS2100-Q1 傳感器實(shí)現(xiàn)了更小、更高功率密度的牽引逆變器設(shè)計(jì)，幫助汽車制造商制造出更高效、續(xù)航里程更長(zhǎng)、駕駛更愉快的 EV。該器件是 TI 汽車產(chǎn)品組合中的最新創(chuàng)新，展示了我們?cè)诮鉀Q整個(gè)汽車客戶挑戰(zhàn)方面的持續(xù)投資。
結(jié)論
TMCS2100-Q1的價(jià)值不只在精度數(shù)字上。隨著800V架構(gòu)在電動(dòng)汽車中加速普及，母線電流的快速變化對(duì)傳感器響應(yīng)和抗干擾能力提出了更高要求。TI借助其Kilby實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)能力，將多軸測(cè)量與專有算法結(jié)合，讓無芯方案在緊湊封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)了過去只有磁芯方案才能達(dá)到的精度水平。這意味著汽車制造商可以在不犧牲逆變器功率密度和重量的前提下，改善扭矩控制、減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，最終反映為更長(zhǎng)的實(shí)際續(xù)航和更安靜的電機(jī)運(yùn)行。
