車両の電動化と高度化が進む中、正確なエネルギー監視の必要性はかつてないほど高まっています。この変革の核心にあるのは、小さながらも重要な部品であるバッテリー電流センサです。本記事では、その役割、仕組み、そして現代の自動車システムにおいてなぜ重要な役割を果たすのかを解説します。
バッテリー電流センサとは何ですか？
バッテリー電流センサは、ICE（内燃機関車）、EV（電気自動車）、またはHEV（ハイブリッド電気自動車）のバッテリーの充電・放電電流を測定する電子装置です。このセンサは、車両の制御システムにリアルタイムのデータを提供し、バッテリーの充電状態（SoC）、健康状態（SoH）、および全体のエネルギーバランスを正確に監視することを可能にします。
これらのセンサは、フラックスゲート、ホール効果、またはシャント抵抗技術に基づいて設計されています。これらのセンサは、電流を車両の電子制御ユニット（ECU）またはバッテリー管理システム（BMS）が解釈可能な信号に変換します。
バッテリー電流センサが重要な理由はなぜですか？
バッテリー電流センサは、現代のバッテリーシステムの効率性、安全性、および寿命を維持するために不可欠です。その主要な機能には以下のものが含まれます：
- 充電と放電のサイクルを監視し、過充電や過放電を防止します。
- エンジン再始動に必要な十分な充電量を確保することで、スタート・ストップシステムをサポートします。
- ハイブリッド車および電気自動車における回生ブレーキ機能を可能にします。
- 予知保全と故障検出のための診断データを提供します。
正確な電流測定が行われない場合、エネルギー管理の信頼性が低下し、バッテリーの寿命短縮、性能問題、および潜在的な安全リスクを引き起こす可能性があります。
何よりも、高電圧バッテリーレベルで高性能かつ高精度なセンサは、正確な状態量（SoC）の推定を可能にし、その結果、信頼性の高い航続距離の推定を実現します。これは、エンドユーザーによるEV車両の採用において重要な要素です。
どのように機能するのでしょうか？
バッテリー電流センサは、バッテリーのマイナス端子またはプラス端子に設置されるか、バッテリーケーブルに組み込まれています。使用される技術に応じて：
- フラックスゲートセンサは、磁気駆動型センサ素子を使用して一次電流によって生成される磁場を検出し、磁気特性の変化を利用して電流を正確に測定します。
- ホール効果センサは、電流の流れによって生成される磁場を検出し、それを比例した電圧に変換します。
- シャント方式のセンサは、既知の抵抗器の両端の電圧降下を測定し、その値から電流を計算します。
高度なセンサは、温度測定、電圧測定、およびデジタル通信インターフェース（例：LIN、CAN）を統合し、バッテリーの状態を包括的に把握するための機能を提供します。
現代の車両におけるバッテリー電流検出の応用
バッテリー電流センサは、内燃機関（ICE）車から完全電気自動車（EV）まで、幅広い車種で標準装備となっています。
その応用分野には以下のものが含まれます：
- スタート・ストップシステム：内燃機関（ICE）車両では、センサがバッテリーの性能を損なうことなく、頻繁なエンジン再始動に対応できるように確保します。
- バッテリー管理システム（BMS）：電気自動車（EV）とハイブリッド車両では、センサがBMSに重要なデータを供給し、充電、放電、熱管理を制御します。
- エネルギー回収システム：回生ブレーキでは、センサがエネルギーを効率的に回収し、バッテリーに戻すのを支援します。
- 車載診断システム：バッテリー電流センサは、電流の流れの異常を検出することでOBDシステムに貢献し、故障に至る前に問題を特定するのに役立ちます。
LEM バッテリー電流センサ：次世代のための高精度
電気測定分野のグローバルリーダーとして、LEMは自動車およびエネルギー分野の最も厳しい要件に対応した高電圧および低電圧バッテリー電流センサの製品ラインナップを提供しています。各製品は、高精度、コンパクトな設計、および堅牢な性能を組み合わせた設計となっています。
高電圧バッテリー電流センサ
CABシリーズ - クラス最高の精度
- 精度：全温度範囲で最大0.5%。
- 50mAのオフセットでの高精度電流検出。
- ASIL BおよびCに準拠。
- xEV用のバッテリー断線ユニットまたはバッテリーパックと統合可能。
- 800Vシステムに対応。
HSUシリーズ - シャント技術とホール技術の両方の強みを組み合わせた
- ホール効果とシャントを用いたオープンループセンサ
- 高い絶縁レベル
- 一次電流測定範囲：±2000 A（10秒）まで（シャントとホールの両方）
低電圧バッテリー電流センサ
HBCT シリーズ
- 単極性 +5 V 直流電源
- 一次電流測定範囲：最大 −250 A / +100 A
- 最大RMS一次許容電流：バッテリー端子間でT < +150 °Cとなるように定義されています。
LEMセンサは、世界中の主要なOEMメーカーとティア1サプライヤーから信頼されており、電気移動手段をはじめとする幅広い分野で信頼性の高いエネルギー監視を実現しています。
バッテリー電流センサは単なる測定装置を超えた存在です。車両の現代的なエネルギー管理の基盤となる重要な要素です。燃料効率の向上から電気モビリティの実現まで、その役割は基盤となるだけでなく、未来志向的なものです。
エンジニアとシステム設計者の方々が精度、信頼性、そしてイノベーションを追求する中、LEMは自動車業界の進化するニーズに対応した実績のあるソリューション群を提供しています。