バッテリ管理システム
LEMは世界の主要自動車メーカおよびTier-1サプライヤと協力し、バッテリ管理およびモーター制御アプリケーションの電気パラメータを測定する電気的に絶縁された電流センサを供給します。
LEMは、高電圧（HV）BMSおよび12Vバッテリ管理システム（ICEおよびスタートストップ車）用に設計された幅広い製品をお客様に提供しています。
BMSアプリケーションで車載センサが重要なのはなぜか？
ネット・ゼロ・エミッションを達成するという野心的な目標により、OEM各社はxEVの開発を加速させ、市場投入までの時間を短縮する戦略をとっている。人口の大部分に電気自動車が広く普及することは、OEMに課題をもたらし、エンジニアはリチウムイオン電池の使用に伴う航続距離不安という差し迫った問題に対処する必要に迫られる。
複雑なアルゴリズムにより、エンジニアは2つの重要なパラメータを定義しました： SOC（State-of-Charge）とSOH（State-of-Health）であり、バッテリパックの制御装置であるBMS（Battery Management System）によって計算されます。
SOCは、ダッシュボードにメータアイコンとして表示されるためドライバにはおなじみだが、バッテリが保持できる最大充電可能量に対する使用可能容量の比率によって決定される。バッテリに出入りする電流は、最も正確なSOCを得るために最も重要な情報です。
そのため、車載用電流センサは、バッテリの自律性を推定・延長し、xEVに対する顧客の信頼を徐々に築き、電動化を進める上で重要な役割を果たします。
さらに、自動車には高電圧システムが組み込まれているため、バッテリパックの火災リスクからドライバを保護するために、OEMは高い安全レベルを採用する必要があります。検出されない過電流イベントは、このような問題につながる可能性があります。
そこで、電流センサが過電流を検出してBMSに通知し、コンタクタを開くかパイロヒューズを作動させることで迅速に対応できるようにすることで、2つ目の重要な役割を果たします。
自動車バッテリー管理の主なアプリケーション
LEM車載部門は、自動車、バス、トラックにおけるバッテリ管理およびモータ駆動用途の電流変換器の開発・製造を専門としています。エネルギ集約型アプリケーションの電流を制御することで、LEMはエネルギ消費全体を削減する世界的な取り組みに参加しています。
高電圧バッテリ管理（BMS HV）において、CABシリーズはフラックスゲート技術におけるLEMの専門知識を統合し、クラス最高の精度と高レベルの機能安全性（ASIL）を提供します。これにより、冗長センサの設置が不要になります。
スタート・ストップ車アーキテクチャ向けに、LEMはインテリジェントな自動車用バッテリセンサを提供しています。このセンサは、鉛蓄電池技術における20年以上の経験と、電流センシングにおける当社独自の熟練技術を活用しています。
当社の製品ラインナップには、高い小型性で知られる多様な単相ホールオープンループセンサがあり、費用対効果のためにバスバーが統合されているのが特徴です。
LEMはまた、卓越した精度を維持しながらオフセット性能を大幅に高めるために、専用の低レンジを組み込んだデュアルレンジセンサも設計しています。
自動車用センサの代表的な用途には、以下のようなものがある：
- 標準バッテリ監視
- ハイブリッドおよびEVバッテリパック電流検出
- 燃料電池電流制御
- DC/DCコンバータおよびAC/DCインバータ
- ハイブリッドおよびEVモータ・インバータドライブ
- EPSおよびX-by-wireアプリケーション
- 空調用電動コンプレッサ
バッテリ管理システムは主にどのような機能を果たしますか？
バッテリ保護
- バッテリパックの安全性と完全性を確保するため、安全動作領域外での操作を防止。
- 過充電、過放電、過熱を避けるため、温度、電圧、電流などのパラメータを監視、制御します。
バッテリモニタリング
- 充放電中のバッテリパックの充電状態（SoC）と健全性状態（SoH）を推定します。
- バッテリの性能と全体的な状態に関する情報をリアルタイムで提供します。
バッテリの最適化
- バッテリパック内の個々のセル間の充電を均等にするセルバランシングを実施します。
- バッテリの寿命と容量を向上させ、ハイブリッド車（HEV）、プラグインハイブリッド車（PHEV）、バッテリ電気自動車（BEV）など、さまざまなタイプの電気自動車の走行距離を最適化します。
- これらの機能は総体的に電気自動車用バッテリの安全で効率的な運用に貢献し、寿命、性能、信頼性を保証します
高電圧バッテリ管理システム (HV BMS)
ハイブリッド車・電気自動車（EV）市場向けバッテリー管理
電気自動車やハイブリッド車の生産が増加している。
どちらのタイプの車両も、50kW以上のモータを動かすために大電流容量のバッテリを必要とし、これらには高電圧システムが使用されます。
この用途では、シャント、フラックスゲート、ホール効果が選択される技術である。 シャントは、使用が簡単で直線性に優れているため好まれる技術ですが、フラックスゲートは、特にオフセットにおいてより優れた精度をもたらします。一方、オープンループのホール効果センサは、冗長機能のための費用対効果の高いソリューションという利点をもたらします。
ハイブリッド車と電気自動車のバッテリー切り離しユニット・アーキテクチャ
自動車用シャントバッテリセンサ
シャントBMSセンサは、シャントを横切る電圧降下がシャントを流れる電流に正比例するというオームの法則の原理に基づいて動作し、交流（AC）と直流（DC）の両方を測定することができます。
これらの低抵抗で費用対効果の高いシャント・センサは、その高い信頼性により、車載バッテリ管理システムの電流測定に好ましい選択肢です。
シャント・テクノロジは、複数のバッテリを使用するライト・デューティからヘビー・デューティまでのアプリケーションに適した機械的・電気的設計を提供します。
ハイブリッド車と電気自動車用のフラックスゲートBMSセンサ
LEMはフラックスゲート技術において独自の専門知識を有しており、非接触ソリューションを提供する高性能バッテリ管理の主要ソリューションとして認められています。
この技術におけるLEMのCABシリーズの主な特徴は以下の通りです：
CABシリーズ
- クラス最高の精度、耐久試験後の全T°C範囲で最高0.5%を達成。
- 正確な電流センシングのための50mA測定時のオフセット。
- ASIL対応により、冗長センサが不要： ASIL B（CAB-SF 500）、ASIL C（CAB-SF 1500）。
- 電動パワートレイン（xEV）搭載車のバッテリディスコネクションユニット（BDU）またはバッテリパック内に統合。800Vシステムに対応。
これはLEMの先進技術へのコミットメントを示すもので、電動化車両における正確で信頼性の高いバッテリ管理を保証します。
ハイブリッド車・電気自動車用ホールオープンループ・バッテリ管理センサ
LEMの広範なシングルレンジ・センサは次のような特徴があります：
- 高いコンパクト性： センサはコンパクトなフォームファクタで設計されています。
- 統合バスバー設計： 一体型バスバーによるコスト効率の良い統合。
さらに、LEMは専用の低レンジを含む高精度のデュアルレンジセンサを開発しました。この革新的な設計により、オフセット性能が大幅に向上し、正確な電流測定が保証されます。
LEMのホール・ベース製品は、高電力、低電圧のアプリケーションにおける電子電流測定に適しています。
に適しています。これらの製品の主な特徴は以下の通りです：
- ガルバニック分離： 一次回路（高電力）と二次回路（電子回路）間の絶縁を保証します。
- 範囲の柔軟性： LEMは同じ筐体内で様々な電流測定オプションを提供しており、ユーザは特定の要件に基づいて選択することができます。
- 優れた精度と直線性： センサは高精度と優れた直線性を提供し、信頼性の高い正確な電流測定に貢献します。
- 低い温度オフセットと感度ドリフト： LEMのセンサは、温度オフセットと感度ドリフトを最小限に抑えるよう設計されており、温度条件が変化しても精度を維持します。
この技術におけるLEMのSMUシリーズの主な特徴は以下の通りである：
SMUシリーズ
- 正確な充電状態（SOC）推定： SMUは、EVの効率的なバッテリー管理に不可欠な正確なSOC推定を提供します。
- 高い絶縁レベル： 一次（大電力）回路と二次（電子）回路間の高い絶縁性を確保し、安全性を高めます。
- 温度耐性： 40℃から+125℃の広い温度範囲で効果的に動作し、さまざまな環境条件での信頼性を確保します。
- ASIL B対応： SMUは、ASIL B（Automotive Safety Integrity Level B）要件を満たすように設計されており、車載アプリケーションの高い安全基準を保証します。
高電圧バッテリ管理システム製品（HV BMS）
センサファミリ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| テクノロジ | Open loop | Open loop | Open loop dual range | Open loop dual range | Open loop | Fluxgate |
| 最大電流範囲 | +/- 1000 A | +/- 1200A | +/- x00A +/-1000A | +/- x00A +/-1000A | +/-1500A | +/- 500A +/-1500A |
| ASIL対応 | - | - | - | - | ASIL B | ASIL B, ASIL C |
| 出力 | Voltage single | Voltage single/dual | Voltage single/dual | Voltage dual | LIN | CAN |
| グローバルエラー @25°C | 1,2% | 1,2% | 1,2% | 1,2% | 1,0% | 0,1% |
| 総合精度（T℃以上） | 2,25% | 2,25% | 2,25% | 2,25% | 1% at 1350A 1.33% at 1500A | 0,5% |
| 帯域幅（プログラム可能） | 1,1 kHz | 1,1 kHz | 1,1 kHz | 1,1 kHz | 20 Hz | 100 Hz |
| 実装タイプ | Busbar | Busbar | Integrated busbar | Cable/Busbar | Integrated Busbar | Cable/Busbar |
| 入力電圧 | +5V | +5V | +5V | +5V | +12V | +12V |
| 消費電力 | 7 mA | 8/16 mA | Single 7 mA Dual 14 mA | 16 mA | 15mA | 40 mA (OA) 130 mA – 500 mA (@500A – 1500A) |
バッテリ管理向け車載アプリケーション
LEMは、12Vバッテリ管理用に調整された電気的に絶縁された電流センサの開発において豊富な専門知識を有しています。これらのセンサは、標準的な内燃エンジン（ICE）と、スタート-ストップパワートレイン用に設計されたインテリジェントなバッテリ管理システム（BMS）の両方に対応しています。
- ICE車両： 鉛蓄電池用12Vバッテリ管理システム（BMS）で20年以上の経験を持つLEMは、標準的なICEパワートレイン用に設計された包括的な製品ポートフォリオを提供しています。
- スタートストップ車： LEMは、特にスタートストップ車用に設計されたさまざまなインテリジェントなバッテリ電流センサを提供しています。これらのセンサは、長年培ってきた鉛蓄電池技術の豊富な経験と相まって、電流センシング技術におけるLEM独自の専門知識を活用しています。
自動車の12Vバッテリー電流センサー
従来型バッテリ管理
自動車メーカは数年前から燃料消費量の削減に注目している。現在の主な焦点は、メインバッテリの充電を管理することで燃料使用量を削減することである。エネルギ管理における初期の進歩は、現在では焦点を移しパワー管理に大きく関わっている。これには、バッテリの管理、バッテリの健康状態の追加機能の組み合わせ、自動切断などの安全機能が含まれる。
2次的な機能は削減され、オルタネータのサイズも最適化されているため、世界的な電力消費が削減される。
スタート・ストップ車の例では、電流センサによって、バッテリ・マネージメント・システム（BMS）が、エンジン停止中にアクセサリ（エアコン、ヘッドライト、ラジオなど）を作動させるのに十分なエネルギーがバッテリにあるかどうかを判断し、エンジンを再始動させるのに十分な充電量が残っているかどうかを判断する。
「エンジン・コントロール・ユニット」は、必要に応じて「スタータ・ジェネレータ」にエンジンの再始動またはバッテリーの再充電を指示し、整流モジュールの出力に使用される電流センサにより、スムーズな作動を可能にし、環境に貢献しながら運転手の体感を向上させます。
発電機電流監視
自動車の高エネルギー化の必要性が高まっている。ジェネレータは、車両負荷とバッテリにより多くの電流を供給する必要がありますが、より効率的に電流を制御する必要があります。
HAB電流センサファミリは、BMS（バッテリー管理システム）に適切な電流情報を提供するのに最適です。車のサイズにも依存し、60A（従来型車）から240A（サービスカーやトラック）までを通電します。
品質
製品資料
LEMの自動車用先端技術をご覧ください。当社の自動車に関する専門知識はバッテリ管理システムだけではありません。LEMはモーター制御や電気自動車供給装置（EVSE）にも革新的なソリューションを提供しています。
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