动力电池配电盒BDU安全设计（二五）霍尔+分流器=双电流传感器

在电池包的 BDU（Battery Disconnect Unit，电池断开单元）中，同时使用霍尔电流传感器和电阻分流器（Shunt Resistor，分流电阻），核心目的是通过两种传感器的特性互补，覆盖复杂的电流场景、提高测量可靠性，并满足安全性要求。

能不能把这两个传感器集成起来呢做到一个部件里面去？还真找到了这种集成的冗余性双电流传感器。两个传感器集成在分流器里面，分别基于电阻分流和霍尔效应实现电流的测量。

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一、两种电流传感器主要差异

要理解 “为什么组合使用”，首先需要明确两者的工作原理和优缺点：

二、分流器（电组分流器）的工作原理

分流器的核心是高精度低阻值电阻（如 50µΩ），其工作基于欧姆定律（U=IR），通过测量电流流过电阻时产生的电压降计算电流大小。

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具体来说，分流器被串联在电池包的主电流回路中，当电流（如充放电电流）通过分流器时，会在电阻两端产生与电流成正比的电压降（例如 50µΩ 电阻流过 100A 电流时，电压降为 5mV）。

这一微弱电压信号会被后续的高精度放大电路和 ADC（模数转换器）采集、转换为数字信号，最终传输给 BMS（电池管理系统）用于电流监测和计算。

为抵消电阻值随温度变化的影响（正温度系数），分流器通常搭配NTC（负温度系数热敏电阻） 实现温度补偿： 

分流器传感器通过TCR校正公式来计算不同温度下实际电阻值，TCR公式为：Rcomp=AT2+BT+C,其中，Rcomp表示当前环境温度下分流器阻值RT与在25℃±2℃标准阻值R25的比值（即RT/R25），

T表示当前环境下NTC的温度，A表示TCR公式二次项系数，B表示TCR公式一次项系数，C表示TCR公式常数项，温度补偿后的分流器阻值RT=R25*Rcomp。

NTC 会实时检测分流器的温度，BMS 根据温度数据修正电阻值，确保在 – 40°C 至 + 125°C 的宽温范围内仍保持测量精度。

由于直接串联在主回路，分流器的测量精度在中小电流（如几 A 至数百 A）下表现优异，但需通过隔离电路（如隔离放大器）实现与低压 BMS 的电气隔离，避免高压干扰.

二、霍尔电流传感器的工作原理

霍尔电流传感器基于霍尔效应工作，通过感应电流产生的磁场间接测量电流，属于非接触式测量，具备天然的电隔离特性。

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霍尔电流传感器结构包括磁芯、霍尔芯片和信号处理电路：

主回路电流（如 ±2000A）会在周围产生磁场，磁芯将分散的磁场聚集到霍尔芯片所在的气隙中；

霍尔芯片在磁场作用下，会根据磁场强度（与电流成正比）输出对应的电压信号；信号处理电路对该信号进行放大、滤波和线性化处理后，传输给 BMS。

由于不直接接入主回路，霍尔传感器几乎无功率损耗，适合大电流场景（如 500A 至 2000A）。

其精度特性为：500A 时精度达 2%，2000A 时精度达 5%，能满足大电流下的测量需求。

同时，非接触式设计使其免受主回路高压影响，无需额外隔离电路即可与低压 BMS 通信，安全性更高。但低电流时，因磁场强度弱，霍尔芯片灵敏度受限，精度会略低于分流器。

三、冗余性双电流传感器

霍尔+分流器=冗余性双电流传感器，在分流器内冗余集成霍尔电流传感器，具有下面优势：

1、双传感器电流全覆盖

结合分流器（中小电流高精度）和霍尔传感器（大电流低损耗）的优势，可精准测量 ±2000A（10 秒）的宽范围电流：

小电流时依赖分流器的高精度，大电流时切换至霍尔传感器，确保 – 40°C 至 + 125°C 宽温范围内的全场景可靠性。

2、信号独立传递

分流器信号与霍尔传感器信号通过分开的通信线路（模拟或数字总线）传输，避免相互干扰；

霍尔部分的天然电隔离特性与分流器的 NTC 温度补偿结合，既满足高压安全要求，又抵消温度对测量的影响，符合汽车级功能安全标准。

适配性与易用性

集成式电流传感器针对 BDU 常见母线尺寸设计，可直接安装于主流 BDU 架构中，“即插即用” 的特性大幅简化了装配流程，降低了设计复杂度。

通过技术集成与优化，在较小体积内实现了电流测量，从而在BDU内节省了一定的空间。

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