智能电池传感器的两大关键部件: 车规级分流器以及匹配的评估板
在确保汽车辅助系统中高可用性控制单元的可靠供电方面，电池管理和传感器技术发挥着至关重要的作用。智能电池传感器的关键在于其中的两个部件。
作者：儒卓力汽车业务部门 (ABU) 产品销售经理Ralf Hickl
为了监控车内的电池，需要测量电池电流和电压等参数。电子设备利用这些参数计算电池中储存的剩余能量以及其他变量，使得控制单元可以决定哪些负载可以开启或必须关闭，以确保重要的辅助功能仍然可用。
传感组件是任何电池传感器测量电流的重要部件，如本文重点讨论的分流电阻器。
分流电阻器的优势是在测量值和输出信号之间提供了简单的线性关系。根据欧姆定律，分流器两端的压降与其恒定电阻和流过它的电流成正比，这使得分流器适用于测量直流和交流电流以及两个电流方向。用户可从数据表中获知分流器对温度干扰的灵敏度，可以通过实际温度值来计算出这一灵敏度。
有别于电流传感器以导体周围磁场进行测量，分流电阻器的测量信号处于被测电流的电位上，这是其缺点之一。因此，高压系统中的电流测量仍然需要对测量信号进行电隔离，这是一项额外的要求。此外，根据公式Ptot = R · I2，分流器会消耗功率，发热并将热量传递给周围环境。
分流电阻器类型
分流电阻器有多种设计，取决于功率和电阻值；例如厚膜表面贴装电阻器 (SMD) 或金属表面贴装电阻器，如威世电力金属带电阻器。与厚膜电阻器相比，金属电阻器具有更高的脉冲负载能力。
表面贴装电阻器尺寸范围从0603到5931不等。电流越大，设计就越倾向于使用带有螺钉连接器的金属支架，尤其是在电流高达几百安培范围内的系列。
传感组件由温度系数尽可能最小的特殊合金制成，焊接在两个铜质连接组件上。传感抽头的位置非常重要：它们应当尽可能靠近传感组件，并且在铜材中形成尽可能小的电流通路，以确保温度系数较高的铜材通路不会使得Wrende组件失效，从而影响测量结果的准确性。
来自威世的串联分流器
长期以来，威世一直提供符合汽车标准的带有螺钉连接器的分流器产品，功率损耗不超过36 W的WSBS和WSMS系列分流器。低电感功率金属带型款的电阻值和温度系数分别为50 µΩ和10 ppm。此外，儒卓力可以按需提供其他数值的产品。
WSBE和WSBR系列都是威世的新型产品，前者将电阻范围扩展至仅15 µΩ，同时保持最高±10 ppm的低温度系数和不超过1.25 µV/°C的低热电电压。由于功率损耗与分流器的电阻成正比，WSBE分流器的电阻值更小，因而可以测量更高的电流。
新型WSBR8518/8536串联分流器（图 1）的特别之处在于坚固的设计，具有两个独立的测量部分，可确保高度的功能安全性。
可以通过比较两个独立测量部分的压降进行验证。通过结合适当的评测电子装置，可实现高达ASIL D等级的应用。
英飞凌汽车级PSoC 4 HVPA
这种分流配置特别适用于具有双通道模拟前端的产品，例如英飞凌的汽车级 PSoC 4 HVPA（图 2）。它的两个差分输入对可以与WSBR相互连接，从而提供幅度相同但信号相反的测量结果，这为补偿偏移提供了优势.
PSoC 4 HVPA带有内置稳压器 (LDO)，可直接连接到 12 V 电池。其模拟前端 (AFE) 配备了高分辨率三角积分型ADC，特别适用于毫伏范围内的输入信号，例如分流电阻器上的压降信号。PSoC 4 HVPA通过LIN接口与上一级控制单元进行通信，LIN 收发器已经集成在芯片上。PSoC 4 HVPA 144K型号是根据ISO 26262标准开发的，符合ASIL B标准的独立安全组件(SEooC)要求。
可以使用英飞凌提供的评测板 CYHVPA-128K-32-001来测试分流器和PSoC 4 HVPA组合（图 3）。
设计摘要
设计显示：威世的串联分流器WSBR和英飞凌的Automotive PsoC 4 HVPA是实现智能电池传感器的绝佳搭配。
