新能源带动储能产品市场，电池管理系统（BMS）作为储能产品的一部分，其设计难度随储能产品容量增加而提升，因此对储能电池温度、电压、电流等的检测要求也越来越高。

  家庭储能产品容量从几度电到几十度电，电压等级比较低，控制结构简单，BMS为单层架构或者两层架构。与之相比，工业、商业领域的储能产品容量从几十度电到几千度电，光伏风电的大型储能电站容量达到百万度电，BMS设计难度更复杂，BMS架构通常为两、三层，在使用云端控制的情况下架构层级更多。目前国内储能产品以工业、商业领域为主，产品形式主要为户外电池柜或者电池集装箱，市场潜力较大；海外的储能产品则主要是家庭储能产品。

储能安全的基础是高精度检测

  储能产品容量增加带来的问题是，BMS耐压等级和安规要求提高，因此安全是储能产品的第一诉求，并且对电气结构有更严苛要求。例如电池的一致性、电池性能均衡对百万级电池电量的储能电站很重要，要求BMS具备充放电状态跟踪、危险预测、剩余寿命预测等功能，也就要求准确检测电池的电流、电压、温度，根据这些数据掌握电流电压温的偏差、SOC（电池电量）、SOH（电池健康状态）。

  除了储能BMS，在更广泛的新能源领域，高压系统对高精度电流检测的需求也在增加。传统高压系统的电流传感器添加很多元器件、隔离电源，从而增加设计高可靠性电流采样的难度。作为一种常见的电流传感器，霍尔电流传感器具有优势，因其高精度、稳定性而广泛用于高压系统，但是也存在一些限制，比如对磁场和温度的敏感可能会影响准确性，即所谓漂移（drift）现象。

  形成漂移现象的原因有很多，包括高电压导致磁场失真和传感器输出误差；高压引起热效应，影响传感器性能；材料特性也会导致高压系统中的漂移；传感器老化导致漂移逐渐增加，这种老化可能是由传感器磁性的变化以及传感器机械部件的退化引起。

  新的霍尔电流传感器如何在高压系统中突破这些限制，实现高精度采样？

新的霍尔电流传感器大幅降低漂移、减少校准

  霍尔电流传感器要克服在高压系统的漂移现象，通常有几种方法，包括补偿算法，用于实时校正漂移；温度补偿，用于考虑可能导致漂移的热效应；传感器校准，在安装前校准霍尔传感器有助于最大限度减少漂移；传感器选择，选择专为高压应用设计的霍尔传感器有助于最大限度地减少漂移。

  面向储能、EV充电、光伏逆变器等高压系统领域，德州仪器（TI）具有高精度模拟前端AFE，以及电流、电压、温度传感器，可以降低整体系统误差，为输出SOC、SOH等原始数据、系统建模和设计提供保障。近期，德州仪器开发了新款霍尔效应电流传感器TMCS1123，据悉该产品在生命周期内的灵敏度漂移误差大幅降低至±0.5%，使工程师能够设计出在整个系统生命周期内需要更少校准或维护的高压系统。另外，TMCS1123具有差分霍尔感应功能，能够显著减少磁场干扰或串扰，并且还提供了过流检测、精密电压基准和传感器报警等其他功能。

芯片封装内测量，降低系统空间和成本

  霍尔电流传感器的原理是，让电流流过芯片内部的霍尔贴片，在TMCS1123内，高压侧电流经过芯片内的引线框（Lead frame），输入电流产生的磁场由霍尔传感器检测，并由精密信号链放大。与其他电流测量方法相比，低阻值引线框的路径降低功耗，高压侧不需要任何外部无源元件、隔离电源或控制信号，因此可以降低系统空间和元器件总体成本。

  TMCS1123有多种双向和单向固定灵敏度器件型号可供选择，提供±10A至±96A的宽线性检测范围选项，可在3V至5.5V的低压电源下工作。TMCS1123工作电压加强绝缘可以做到±1100V，基础绝缘可以做到2000V，可以帮助系统实现高可靠性。此外，精密控制功率转换对于优化系统效率和保护至关重要。TMCS1123具有600ns的低传播延迟和250kHz的带宽，能够实现更快的控制环路，同时保持低噪声，从而提高系统效率。

小结

  可再生能源、新能源汽车对电流传感器的需求有望提升。为了将光伏、风电等可再生能源转化中的逆变器需要准确测量和监测电流，以确保系统的安全运行和高效性能，因此对于可再生能源系统来说，电流传感器是不可或缺的组成部分。

  电动车的充电过程也需要准确测量和监测充电电流，以确保安全和高效充电，因此电流传感器对于电动车充电系统也是必不可少的。在家庭充电桩或公共充电站中，电流传感器用于测量和监测充电过程中的输入和输出电流，这些数据可以用于计费、安全控制和性能优化等，在快速充电站中，由于大功率充电需求更高，对于准确测量和监测大电流尤为重要。

  在成熟的信号调理技术加持和产品结构设计之下，霍尔电流传感器在高精度和宽测量范围方面的局限性已经被克服，将在更加广泛的高压领域充分发挥其优势，助力实现对能源的有效管理和利用。