Trong thời đại công nghệ số, xe ô tô điện đang cách mạng hóa ngành công nghiệp ô tô. Hệ thống quản lý pin (BMS) với cảm biến dòng điện đóng vai trò then chốt, giúp giám sát và điều chỉnh các thông số để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho pin. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của cảm biến này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng pin và phát triển công nghệ ô tô điện bền vững hơn.
Xem ngay: Khoá học sửa chữa ô tô điện – ô tô Hybrid chuyên sâu
Cảm biến dòng điện pin: cảm biến này đo cường độ dòng điện tại cực âm của Pin cao áp dựa trên nguyên lý Fluxgate. Cấu tạo cảm biến gồm: lõi từ mềm có độ cảm từ lớn (Magnetic core), mạch điều hoà tín hiệu và khuếch đại , một cuộn dây kích thích ở trong lõi từ có dòng điện xoay chiều AC và cuộn dây phản hồi (Feedback winding).
Nguyên lý hoạt động:
– Từ thông biến thiên do cuộn dây kích thích có dòng điện xoay chiều đi qua làm sinh ra một suất điện động cảm ứng trong cuộn dây phản hồi dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
– Khi I=0 (không có dòng điện trên dây dẫn nối với cực âm của pin cao áp), từ thông tổng cộng sinh ra trong lòng cuộn dây bằng 0 vì có sự triệt tiêu từ thông do sự thay đổi chiều của dòng điện xoay chiều trong cuộn dây kích thích, kết quả là không có suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây phản hồi => Vout =0 => Iout = 0 .
– Khi I >0 ( có dòng điện trên dây dẫn nối cực âm của pin cao áp) xung quanh dây dẫn sẽ xuất hiện từ thông, đồng thời từ thông này chồng chéo lên từ thông đang thay đổi do dòng điện xoay chiều gây ra, dẫn đến có sự chênh lệch từ thông giữa hai nửa vòng dây kích thích.
Mạch điều hoà tín hiệu nhận biết sự chênh lệch từ thông này, sẽ tạo ra một dòng điện phản hồi trong cuộn dây phản hồi thông qua mạch khuếch đại nhằm tạo ra một từ thông phản hồi triệt tiêu sự chênh lệch tự thông đó, nhờ đó đầu ra của cuộn dây phản hồi xuất hiện điện áp.
Điện áp đầu ra này tỉ lệ thuận với dòng điện chạy trong dây dẫn nối cực âm của pin cao áp. Bằng cách nối song song với điện trở shunt để đo điện áp đầu ra của cuộn dây phản hồi, ta có thể xác định được giá trị dòng điện trong dây dẫn nối cực âm của pin cao áp.
Cảm biến bình ắc quy 12V
Cảm biến này được tích hợp trong cụm dây cáp cực âm của ắc quy, có nhiệm vụ liên tục theo dõi các thông số của ắc quy: nhiệt độ, dòng điện và điện áp trong mọi điều kiện làm việc của ô tô, đồng thời gửi tín hiệu về bộ điều khiển để tính toán và hiển thị tình trạng sạc (SOC) và tuổi thọ của (SOH). Từ đó, giám sát dòng sạc/xả; giám sát nhiệt độ ắc quy để tránh các tình trạng quá nhiệt,…
Cảm biến dòng điện của Pin 12V
Sơ đồ hoạt động của cảm biến dòng điện trong hệ thống quản lý Pin
Qua nghiên cứu, ta thấy cảm biến dòng điện pin trong hệ thống quản lý pin ô tô điện rất quan trọng. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này giúp bảo vệ, tối ưu hóa hiệu suất pin và đảm bảo an toàn cho hệ thống ô tô điện. Với tiến bộ trong công nghệ, tương lai của ô tô điện sẽ ngày càng hiệu quả và thân thiện với môi trường.
