Zusammenfassung: Dieser Artikel analysiert das Funktionsprinzip des Hall-Stromsensors und seine Anwendung in Batteriemanagementsystemen.
Schlüsselwörter: Hall-Effekt-Stromsensor, Lade- und Entladestrom, Batteriemanagementsystem
Hintergrund
In den meisten Fabriken werden Batterieschränke verwendet, um viele neu montierte Batterien gleichzeitig zu laden. Sie kommen hauptsächlich in Kraftwerken, Energieversorgungsunternehmen und anderen Gleichstromsystemen, Kommunikationszentralen und Basisstationen, Umspannwerken der Bahn, im Finanzsektor, in der Chemieindustrie, in der Energiespeicherung sowie in USV-Anlagen und anderen Einrichtungen mit Notstromversorgung zum Einsatz. Kurz gesagt, sie benötigen sehr leistungsstarke Ladegeräte zum Laden vieler Batterien. Speziell für Leistungsbatterien entwickelt und gefertigt, führen sie Leistungs- und Zyklenlebensdauertests durch und können Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid-, Lithium-Ionen-, Lithium-Polymer- und andere Batterien prüfen.
Der Batterieschrank kann nicht nur dreiphasigen Strom, Spannung und Leistung messen und nutzen, sondern auch Strom, Spannung und Leistungsfaktor mehrerer Zweige überwachen. Gleichzeitig zeigt er die kumulierte Wirk- und Zusatzleistung an und überwacht die Betriebsparameter des Systems. Der Batterieschrank verfügt außerdem über Funktionen für Betriebs- und Sicherheitsmanagement, wodurch die Zuverlässigkeit des gesamten Verteilungssystems effektiv verbessert und Risiken reduziert werden. Beim Laden und Entladen der Batterie gelten strenge Anforderungen an den Lade- und Entladestrom. Dieser Artikel beschreibt detailliert die Realisierung der Batterielade- und -entladestromüberwachung mittels Hall-Stromsensor.
1. Funktionsprinzip
Der Hall-Stromsensor basiert auf dem Hall-Effekt eines Magnetfeldsensors, ist empfindlich gegenüber Magnetfeldern, hat einen einfachen Aufbau, ist klein und reagiert schnell. Nach dem Funktionsprinzip kann er in offene (gerade) und geschlossene (magnetisch ausgeglichene) Sensoren unterteilt werden. Basierend auf der praktischen Anwendung ist der Sensor nach dem Prinzip der offenen (gerade) Schleife relativ kompakt, hat einen geringen Stromverbrauch und niedrige Kosten. Hall-Stromsensoren nach dem Prinzip der offenen (gerade) Schleife werden häufig in Batterieüberwachungssystemen eingesetzt.
Funktionsprinzip des Hall-Stromsensors (offener Regelkreis): Fließt der ursprüngliche Strom IP durch einen langen Draht, entsteht um den Draht ein Magnetfeld, dessen Stärke proportional zum Stromfluss ist. Dieses Magnetfeld wird in einem Magnetring gebündelt und durch den Luftspalt des Hall-Elements gemessen und verstärkt. Die Ausgangsspannung Vs spiegelt den ursprünglichen Strom IP präzise wider. Die Nennausgangsspannung beträgt üblicherweise 5 V.
2. Produkteinführung
Der Hall-Stromsensor eignet sich besonders für die Umwandlung von Wechsel-, Gleich- und Impulssignalen sowie anderen komplexen Signalen. Durch die Nutzung des Hall-Effekts kann das transformierte Signal direkt von AD-Wandlern, DSPs, SPSen und anderen Datenerfassungsgeräten erfasst und verarbeitet werden. Er zeichnet sich durch schnelle Reaktionszeiten, einen breiten Messbereich mit hoher Präzision, Überlastfähigkeit, gute Linearität und Störfestigkeit aus. Anwendungsbereiche sind Stromüberwachung, Batterieanwendungen, Wechselrichter, Solarenergiemanagementsysteme, Gleichstromfilter und Gleichstrommotorantriebe, Galvanisierung, Schweißen, Frequenzumrichter, USV-Servosteuerung und andere Systeme zur Stromsignalerfassung und -regelung.
3. Anwendung
3.1 Szene
3.2 Funktion
1. Hohe Reaktionsgeschwindigkeit
2. Hohe Messgenauigkeit und keine Einfügungsdämpfung
3. Geringes Volumen, spart Platz.
4. Niedrige Temperaturdrift
5. Hohe Störfestigkeit
3.3 Produktfoto
3.4 Produkttabelle
3.5 Zertifikat
4. Schlussfolgerung
Als Stromversorgung des Gleichstromsystems ist die Batterie ein kritisches Bauteil, dessen Wartung standardisiert, angemessen, realisierbar und effektiv sein muss. Der Hall-Stromsensor bildet eine wichtige Grundlage für die tägliche Batteriewartung, indem er den Lade- und Entladestrom der Batterie überwacht, den zuverlässigen Betrieb des Akkus sicherstellt und eine wichtige Rolle bei der Batterieüberwachung spielt.
Referenzen:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05
Veröffentlichungsdatum: 02. Mai 2025