電動(dòng)汽車 (EV) 已變得司空見(jiàn)慣。出租車在大街上悄無(wú)聲息地行駛，100% 電動(dòng)貨車和公交車將包裹和人員運(yùn)送到目的地。然而，由于如此關(guān)注電動(dòng)汽車，很容易忽視輕型交通領(lǐng)域，特別是對(duì)電動(dòng)兩輪和三輪車輛不斷增長(zhǎng)的需求。雖然電動(dòng)汽車無(wú)疑吸引了交通領(lǐng)域的大部分關(guān)注和關(guān)注，所以集成電流傳感器如何推動(dòng)輕型交通電氣化?

　　最常見(jiàn)的交通方式

　　輕型交通行業(yè)在電氣化方面經(jīng)歷了顯著加速，特別是在馬來(lái)西亞和印度尼西亞等東南亞國(guó)家，以及印度、中國(guó)(很快還有非洲)，兩輪交通是迄今為止最常見(jiàn)的交通工具的運(yùn)輸。據(jù)估計(jì)，道路上約有 7000 萬(wàn)輛兩輪車，而且這個(gè)數(shù)字還在快速增長(zhǎng)。人們普遍預(yù)計(jì)，未來(lái)十年，兩輪汽車的電氣化將在北方經(jīng)濟(jì)體中變得更加普遍，美國(guó)和歐洲的許多公司已經(jīng)在考慮向該市場(chǎng)推出產(chǎn)品。

　　就增長(zhǎng)而言，該行業(yè)的擴(kuò)張速度快于四輪車市場(chǎng)，尤其是因?yàn)檎J(rèn)證和設(shè)計(jì)問(wèn)題要簡(jiǎn)單得多。同樣，電池管理系統(tǒng)(BMS)更容易為該行業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)閮奢嗆囯姵馗?，功率和電壓也更低。所有這些意味著初創(chuàng)企業(yè)能夠比從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車系統(tǒng)更容易地解決兩輪車市場(chǎng)的電動(dòng)汽車問(wèn)題。

　　2021 年，約 6% 的輕型機(jī)動(dòng)車輛實(shí)現(xiàn)了電氣化，其余的則依靠?jī)?nèi)燃機(jī) (ICE)。到 2030 年，預(yù)計(jì)電動(dòng)滑板車和摩托車將占兩輪車市場(chǎng)的 68%。更具體地說(shuō)，未來(lái)六年內(nèi)電動(dòng)滑板車的銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到3000萬(wàn)輛，電動(dòng)摩托車銷量將達(dá)到2300萬(wàn)輛，電動(dòng)自行車銷量將達(dá)到4000萬(wàn)輛。目前，電動(dòng)兩輪車市場(chǎng)以 48V 電動(dòng)滑板車為主，但預(yù)計(jì)增長(zhǎng)將主要來(lái)自 100V-200V 電動(dòng)摩托車，其次是采用 36V 系統(tǒng)的電動(dòng)自行車。在印度，強(qiáng)大的摩托車代表了最大的兩輪車市場(chǎng)，其增長(zhǎng)已經(jīng)激發(fā)了新一波的電動(dòng)設(shè)計(jì)浪潮，其中輕質(zhì)、緊湊和耐用的組件是基本要求。

　　LEM 正在開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品組合，以滿足輕型交通領(lǐng)域的要求，特別是配備三相交流電機(jī)的電動(dòng)兩輪車，其集成電路傳感器(ICS) 與電動(dòng)汽車中使用的傳感器一樣先進(jìn)，涵蓋了汽車的各個(gè)部分。電動(dòng)汽車子系統(tǒng)通常每輛車最多包含八個(gè)傳感器。

　　ICS在三個(gè)主要領(lǐng)域最適合電動(dòng)兩輪車。第一個(gè)是電源轉(zhuǎn)換，充電器將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，供車輛的鋰離子電池使用。

　　充電器中的電流感應(yīng)有三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，不僅關(guān)注功率轉(zhuǎn)換，還關(guān)注效率和控制：

　　一個(gè)集成電流傳感器執(zhí)行交流輸入測(cè)量，充電器需要檢查進(jìn)入系統(tǒng)的電流

　　第二個(gè) ICS 監(jiān)控將信號(hào)從交流電轉(zhuǎn)換為直流電的功率晶體管和開(kāi)關(guān)。該電流傳感器同步晶體管，以確保以有效的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換

　　直流輸出電流傳感器測(cè)量流出系統(tǒng)的電流并將其與預(yù)期輸出電流進(jìn)行比較。任何差異都表明轉(zhuǎn)換階段存在問(wèn)題，微控制器需要進(jìn)行調(diào)整以確保實(shí)現(xiàn)所需的輸出電流。

　　典型的 LEM ICS 包括 GO 傳感器，因?yàn)檩斎雮鞲衅饔捎陔娋W(wǎng)電壓而必須隔離。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓約為 200 V-220 V 時(shí)，在輸入級(jí)，GO SME ICS 非常適合低電流，而 GO SMS 則適合高電流。GO SME 傳感器也適用于輸出級(jí)，因?yàn)槭褂?48 V 電池時(shí)需要較少的隔離。

　　避免電池?fù)p壞

　　電動(dòng)兩輪車中 ICS 的第二個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是 BMS，旨在避免電池?fù)p壞以及潛在的災(zāi)難性故障事件(例如火災(zāi)或爆炸)。BMS 中的單個(gè)傳感器作為保護(hù)和安全設(shè)備運(yùn)行，可檢查電池進(jìn)出是否存在沖擊電流或浪涌電流。如果有，ICS 將指示微控制器打開(kāi)繼電器，以防止更多的能量通過(guò)電池。通常，ICS 會(huì)與使用不同技術(shù)的分流器一起工作來(lái)執(zhí)行相同的測(cè)量，并由微控制器比較信號(hào)。這種雙重冗余意味著，如果一個(gè)傳感器因任何原因發(fā)生故障，另一個(gè)傳感器將繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。

　　ICS 適用于電動(dòng)兩輪車的第三個(gè)領(lǐng)域是電機(jī)控制，其中來(lái)自電池的直流電流被轉(zhuǎn)換為三相交流電流，以操作驅(qū)動(dòng)車輛的電機(jī)。通常，四個(gè)傳感器將在這里運(yùn)行——一個(gè)在輸入級(jí)，三個(gè)在輸出級(jí)，所有傳感器都能夠自動(dòng)直接焊接到 PCB 表面上，并占用最小的空間。同樣，微控制器參與檢查輸入和輸出電平是否符合預(yù)期。輸入和輸出處的所有傳感器協(xié)調(diào)工作以比較速率并確保操作正常運(yùn)行，從而增強(qiáng)了安全性。微控制器使用電流傳感器發(fā)送的信號(hào)來(lái)管理晶體管柵極驅(qū)動(dòng)器，這是一個(gè)高效的控制環(huán)路，可以提供對(duì)電機(jī)的精確控制。

　　這里使用的典型 LEM ICS 是 HMSR SMS 系列，特別是因?yàn)樗哂须娮璺浅５偷拇笮统跫?jí)導(dǎo)體和專用焊盤，使其能夠在需要時(shí)處理高電流。HMSR 傳感器采用微型磁芯，不受外部磁場(chǎng)的影響，非常適合具有高干擾水平的電力電子應(yīng)用。

　　輕型交通中的集成電流傳感器

　　電動(dòng)兩輪和三輪車輛中的集成電流傳感器以更小的低成本封裝提供卓越的性能，在輕型移動(dòng)應(yīng)用中提供令人印象深刻的功率密度。這些傳感器將高水平的隔離度和精度與處理更高電流的能力結(jié)合在一起，但采用集成度更高的封裝，可以直接處理 PCB 上的問(wèn)題。

　　全球兩輪和三輪車輛的電氣化即將起飛，通過(guò)提供精度、可靠性、集成度和功率密度，下一代集成電流傳感器將在推動(dòng)增長(zhǎng)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。浮思特科技深耕功率器件領(lǐng)域，為客戶提供IGBT、IPM等功率器件，是一家擁有核心技術(shù)的電子元器件供應(yīng)商和解決方案商。