保隆科技电流传感器技术与产品助力三电管理

新能源汽车、可再生能源、电池供电系统以及消费市场的迅速增长使得电流传感器的需求日益激增。作为国内顶尖零部件供应商，基于TPMS 传感器领先技术及规模效应切入电流传感器业务，在全球疫情突出和缺芯的背景下，保隆科技凭借本土化运营和全球化供应链资源，实现了关键供应链本土化供应保证，从而保证了交期。

2022年11月16日，由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第二届汽车动力电池论坛上，保隆科技子公司文襄汽车传感器高级产品经理刘欢介绍，保隆科技电流传感器具备六大优势：产品覆盖度广、技术成熟、成本可控、质量可靠、全球化布局、全球化供应体系。除了电流传感器，保隆科技还研发生产如速度位移类传感器、压力类传感器、光雨量类传感器、加速度类传感器共40余种传感器，形成了产品矩阵，互相补充，为客户提供一站式采购服务。

刘欢 | 保隆科技子公司 文襄汽车传感器高级产品经理

以下为演讲内容整理：

背景简介

目前，各国对燃油车的禁售时间都已做出规划。虽然禁售没有明确的官方文件，但从媒体和相关部门及领导人的发言中可看出未来新能源汽车的发展趋势。

图片来源：保隆科技演讲报告

据相关机构统计，2021年9月-2022年9月，中国新能源乘用车的渗透率19.4%上升至29.0%，环比1月-9月，2021年-2022年的渗透率从13.6%上涨至25.7%。2022年中国新能源乘用车销量持续高歌猛进，新能源的渗透率已达到25%以上。

此外，在中国乘用车未来的生产规划中，燃油车的布局普遍缩减，BEV和HEV增幅较大；新能源占比逐年升高，远超发展目标。

图片来源：保隆科技演讲报告

根据相关机构对国内动力电池装车量的统计，1-9月国内动力电池累计装车量为193.7GWh，同比增长110.5%。据相关机构对电流传感器市场的预测，一台新能源汽车约需要1个磁通门类电流传感器，5个霍尔式电流传感器。在不考虑疫情影响的情况下，2018-2026年全球电流传感器市场规模年复合增长7.2%，考虑疫情影响则为10.8%。

电流传感器整个汽车上的应用可分为五种：交流充电桩的漏电流检测，BMS电流监测，PDU电流监测，还有OBC/DCDC电流监测，以及电机控制器上的电流监测。

保隆科技电流传感器介绍

目前，电流传感器市场仍被国际知名品牌垄断，主要厂商仍为国际知名传感器企业，其中以瑞士、日本、德国和美国企业居多。市场的特点是行业集中率高，产业化程度高，国际代表性企业占据高市场份额，国内供应商还处于初期发展的阶段。疫情时代的到来既是我们的机遇，也存在挑战。

机遇体现在新能源汽车、可再生能源、电池供电系统以及消费市场的迅速增长使得电流传感器的需求日益激增，然而挑战并存，不断变化的市场需求需要传感器厂家提出不同的解决方案，供应链的紧张也使得传感器厂家供货压力提升。

保隆电流传感器的作用在于，能使用户告别“电车”焦虑，能够高精度监控用车上的电流使用情况，并实时监控工作状态，提前告知电流状况。

安全可靠，能实现即时反应，对测量系统端0干扰。

持久耐用，可以保护好新能源汽车的用电设备。

多重验证，拥有CNAS认证自主测试能力，能层层把关产品品质。

应用广泛，可用于BMS、BDU、PDU、工业用锂电池能源管理设备和充电桩。

极致工艺，通过焊接质量在线检测、多通道同步智能校准和测量系统、产品单件精确追溯，能保证产品达到高精度。

当然，电流传感器的开发中也存在技术难点。电流传感器产品对全温区精度要求高，量程范围要求大，且随着电池环境越来越复杂，应用环境也越来越苛刻。

霍尔电流传感器磁环设计 图片来源：保隆科技

其中，霍尔类系统对于磁场仿真、磁环设计、电磁干扰设计，以及关键工艺控制等方面都有提高技术的要求；磁通门类系统在系统设计方案、磁环仿真及设计、软件及算法策略和抗电磁干扰设计等方面也提升了技术要求，亟需进行技术储备。

对此，我们也有相应的技术突破的方向，差分电流测量法与频率校正法、多量程修正技术以及屏蔽技术、多通道同步测量技术与标定传感器同步测量都是我们针对技术难点进行攻关的主要突破点。

保隆科技电流传感器对于行业的贡献首先体现在疫情时代的保供。在全球疫情突出的背景下，保隆科技凭借本土的运营、全球化的供应链，打破了供应短缺的局面，实现关键供应链本土化的保障。

其次在质量方面，我们依托保隆质量的体系，以及先进的自动化设备，可以实现大批量传感器的生产制造，质量状态稳定，得到较多客户的认可。

在降本方面，在确保质量稳定，供应良好的情况下，保隆科技仍秉承着与客户做朋友的理念，将利益分享给客户，实现产品质量水平国际化，产品价格中国化。

基于以上三点，我们的项目和产品获得量产突破，重构了行业生态，打破长期国际品牌垄断的生态，同时也为客户带来成本更优的高质量产品。

在电量检测方面，我们有高精度产品FDG300和500，此外也有更高量程的产品布局。电驱动电流监控产品从BHR300一直到BHR2000都已经处于量产状态，此外还有漏电监测产品RCPD，针对车上空调系统和OBC充放电系统、DC/DC电流监测的传感器，以及针对模式二充电线、二次电池电流监测的相应产品。

图片来源：保隆科技

目前保隆科技电流传感器的技术方案共分为4大类：开环霍尔式，磁通门式或闭环霍尔式，TMR磁阻式，还以及Shunt分流器，四类产品各有优缺点。

开环霍尔成本低，结构简单，低功耗，缺点是有磁滞，精度比闭环低，且铁芯占据了很大的面积。磁通门的优点是高精度，无磁滞，但成本高，体积大，结构复杂，需要一部分软件算法和开发。TMR磁阻的优点是成本低，结构简单，低功耗，无铁芯，缺点则是与铜排的相对位置要求较高，精度同样比闭环低。而分流器器件本身成本低，结构也简单，无需供电，但缺点很明确——对材料的要求很高，尤其是大电流对材料的要求非常高，且需BMS做信号处理和分析。

下面简单介绍一下霍尔电流方案。对于Hall芯片，保隆已有国产和进口两种供货方案，已进行批量生产，可通过编程调节适配不同量程。其输出原理是，电生磁产生电势，再通过电势检测电流量。

图片来源：保隆科技

目前我们的产品主要分为电控和电池监控两大应用板块，产品一、产品二面向电池供应商，产品三和产品四则主要面向电控供应商，目前这些产品已获得多家电池供应商、电控供应商和新能源主机厂的定点及项目合作。

磁通门电流方案的优点在于精度高、磁滞低，且采用对电流敏感度更高的导磁材料，还具有内部闭环补偿和平衡功率级驱动的优点。

图片来源：保隆科技

磁通门传感器的原理是利用被测磁场中的高导磁率磁芯，在交变磁场的饱和激励下，磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场。这种物理现象对被测环境磁场来说如同一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。

目前保隆的量产产品量程为±300A和±500A，后续还将推出更大量程的产品。

图片来源：保隆科技

这是基于TMR产品的方案，TMR是保隆科技近几年基于霍尔新推出的方案产品。它不需要用磁环或采用磁屏蔽罩来代替磁环，同样可通过编程调节适配不同量程，主要的原理是通过穿磁阻抗变化去判断实际电流状况。

图片来源：保隆科技

最后是这款基于欧姆定律的方案。其优势在于采用高精度、低温漂特殊材料电阻，结构简单尺寸小巧，通过螺栓直接与断点安装，可测量范围非常宽泛。其原理是，当电流通过时，在分流器两端能形成mV级别的压降，通过检测这个压降并经过采集放大后，便能通过欧姆定律来计算电流值。

保隆科技电流传感器发展趋势与优势

保隆传感器的追求主要是高灵敏度、高精度，我们的磁通门产品已经做到千分之二级别的精度。其次，满足功能安全的需要，目前我们也正开发自己的功能安全产品，将于后续发布。此外，测量范围更大，随着电动汽车的架构发展，被测量的电流范围会更大，需要开发测量范围更大的电流传感器，这也是我们未来产品的设计发展方向。

保隆科技电流传感器共有六大优势。

一是产品覆盖度广，保隆科技除了电流传感器，还研发生产如速度位移类传感器、压力类传感器、光雨量类传感器、加速度类传感器共40余种传感器，形成了产品矩阵，互相补充，为客户提供一站式采购。

第二，技术成熟。保隆科技步入传感器行业已有20年，产品研发与测试、量产与配套各方面发展趋于成熟，电流传感器系列产品具备高精度、高集成化、高稳定性、高抗干扰能力和低功耗等优秀性能。

第三，成本可控。保隆科技拥有完善的传感器产品序列，针对不同的车型市场提供多元定位产品，能为客户提供汽车传感器的一站式解决方案，有效降低客户的采购成本和管理成本。

第四， 质量可靠。依托保隆科技质量管理体系，及先进制造能力，能实现大批量传感器生产制造，质量状态稳定，得到较多客户的认可。

第五，全球化产业布局。保隆科技目前国内有两个园区，国外也有工厂，正在匈牙利新建传感器园区和欧州总部，全球布局将使保隆科技的研发、生产更具有优势，包括技术融合、成本更优、本地化制造带来的高效服务等。

第六，全球化的供应链。完善的全球供应体系、全球研发生产资源网络将极大提升传感器产品的供应效率，芯片等核心部件供应稳定可靠。

图片来源：保隆科技

在新能源汽车上，保隆科技共有40大类产品，产品布局覆盖模摆角度、座椅位置、踏板位置、电机位置、真空度压力、悬架高度等传感器，且除了电流传感器之外，基本都是燃油车和新能源汽车可共用的传感器。

关于保隆科技

保隆科技成立于1997年5月，距今已有25年的历史。我们在2017年5月于上交所上市，市值超过100亿。2021年保隆科技全球合作营业收入约为38.9亿，今年预计将超过40亿。

截至2021年，保隆科技全球的员工总数为4700+，在中国、北美、欧洲共设立了8个产业园，向全球50多个国家和地区的1800多个客户提供产品。

保隆旗下有9个业务单元，汽车橡胶金属部件业务单元包括气门嘴、铝制品、平衡块、储气罐等产品；智能空气悬架业务单元产品有空气弹簧、主动悬挂系统；汽车金属管件业务单元包括热端件、后保尾管等产品；汽车轻量化单元有车身结构件和底层结构件产品；胎压监测系统业务单元主要为TPMS（轮胎压力监测系统）；传感器业务单元包括电流传感器、压力传感器、速度类传感器和位置类传感器；还有IDS智能驾驶业务单元有视觉产品、雷达产品和域控制器；在后市场方面，有轮胎配件、汽保设备与工具，以及自动化线和方案；DILL单元主要有售后车用气门嘴、飞机气门嘴和售后TPMS。目前，保隆科技已广泛获得客户的认可。

我们秉持着让更多人受益于汽车科技发展的愿景，使命是掌握领先的技术，提升汽车零部件。面向智能化和轻量化战略，保隆将掌握和应用更多领先技术的能力。

保隆有卓越的试验室测试和检测能力，具备视觉传感器、毫米波雷达、汽车轮胎气压监测系统等车用传感器功能安全验证测试能力以及结构件等轻量化产品全套检测能力，电子实验室已获得CNAS认证。

在功能安全体系方面，我们已经建立了符合ISO 26262标准的功能安全研发体系，通过TÜV莱茵的功能安全体系审核，获得ASIL D级认证，也具有第三方资质认证的功能安全工程师。目前已按功能安全体系运行开发：PAEBs、光线雨量传感器、智能悬架控制系统等相关产品。

最后再次强调保隆科技的愿景：让更多人受益于汽车科技的发展。

（以上内容来自保隆科技子公司文襄汽车传感器高级产品经理刘欢于2022年11月16日由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第二届汽车动力电池论坛发表的《打造智能感知，助力三电管理——保隆科技电流传感器技术与产品》主题演讲。）