ソリューションノート

電子部品

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solution_21_加々見

2018.03.19

自動車電子部品 テストソリューション

電流センサ評価用極性切り換え電源+波形生成システム

大容量、高精度、高速な切り換えと応答で
xEVの精緻な電源管理を支える電流センサ開発を後押し

グローバル生産推進部
特機課
加々見 隆太郎

経験を活かしつつ新しいことに挑戦

EVのトレンドと電流センサ

クルマとセンサの関係から教えてください

<加々見>今回ご紹介するのはxEV(各種電気自動車)に搭載される電流センサの評価システムです。
ご承知の通りクルマは今、EVへとまっしぐらに進んでいて電気で動く乗り物へと変わろうとしています。
ただ、電車のように架線から電気をもらいながら走るというわけにはゆきませんので、バッテリの充放電などエネルギー管理がとても重要です。例えば、バッテリの残量がまだ有るはずなのにクルマが動かないといった事態は許されないですからね。そのため、バッテリの充放電電流のほか、モータの駆動や回生電流、車載充電器の充電電流などの挙動を細かに監視しています。
そのシビアな管理の裏付けというか処理の元になるのは実際に流れている電流の検出情報なわけで、車内の各部に配置された電流センサがそれを担っています。言い換えると、EVのシビアな電源管理に見合う高度な電流センサが必要とされていまして、今回はそのセンサの評価ソリューションです。

高精度、大容量、高速な切り換えと応答

電流センサの方向性と課題は

<加々見>クルマはEV化の度合いが進むのに従い、扱う電流が順次大きくなってきていて、対応するセンサの電流レンジもどんどん大きくなってきています。最近では瞬時のピーク電流は1000Aを超える様になってきており、2000Aや3000Aなどのお話しもいただいております。電装品のテストなどでも「電流が増えていくのに順次対応していきたいので増設によって電流を増やせるようにしておきたい」といったご要望が多くなっています。

EV化に伴うセンサ要求としてはもうひとつ、これまで以上の高い精度と応答性が挙げられます。例えば、車載インバータや内部充電器に搭載されている電流センサは、絶対精度はもちろんのこと充放電の急な切り換えや機器始動時のラッシュ電流など短時間のダイナミックな電流変動を逃すことなく正確に捉える応答性が要求されます。センサメーカではこれに応えるべく高速高精度な大電流直流センサの開発に注力されておられます。

ところが、その評価に至ってちょっとした問題が発覚です。
評価には電流量を高速に変化させたり極性を切り換えたりといった性急な電流パターンでの試験・評価が必要となります。であるはずなのにパフォーマンスを適切に評価検証する手立てというか試験環境が無い、という事実に気づかれたんです。
電流センサの評価ですから、値の分かっている電流ソース、早い話がキャリブレータを用意してセンサがその値を示すかどうか比較することになります。ところがその電流ソースが無い。
定常的な電流であれば国家標準とトレースされた精度の良い電流を得る手段はありますが、応答性を含めてとなると精度が保証されたものが無いんですね。
もう少し具体的に言うと、電流の量や流れる方向をけっこうな速度で次々と切り換えていったときにセンサがそれに正確に追従するかどうか、を見たいわけですが、そんなことができる電流ソースなんて世の中に無いんじゃないか、というわけなんです。
で、お困りになったセンサメーカさんからご相談を頂きまして、我々としても何とかお応えしたいということでご提案しているのがここでご紹介するシステムです。

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