電化の未来に高精度で信頼の高い高電圧センシングが不可欠な理由

電気自動車 (EV)、エネルギー ストレージ システム、分散型ソーラー エネルギー アプリケーションのような高電圧システムには、最新のセンサが多数搭載されています。これらのセンサは、周囲の環境を高精度、迅速、確実に感知し、再生可能エネルギーへの導入を加速するうえで重要な役割を果たしています。

電化トレンドの前提かつ結果として、日々の生活に高電圧技術が存在しています。低電圧システムでより多くの電力を供給するには、大きな電流が必要です。しかし、電流を上げると、より多くの電力が廃熱として失われるため、電圧を上げるより効率が悪くなります。

高精度センシングの簡素化
高精度の電流センシング技術は、EV充電やソーラー インバータなどのアプリケーションにおいて重要となる、高電圧システムの効率を最大限に引き出すのに役立ちます。しかし最近まで、最高精度のセンサはコストが高いか、あるいは大規模なキャリブレーションが必要であったため、エンジニアはシステム コストを上げるか、システム性能の効率低下につながる精度の低い測定値で妥協するかのトレードオフを強いられていました。

たとえば、EVはバッテリ パックが処理できる速度よりも低速で充電する必要があるため、ドライバーを待たせる結果になっていました。また、家庭用ソーラー システムの場合、精度を妥協すると蓄積できるエネルギーが減少したり、グリッドにエネルギーを売電できなくなったりして、再生可能エネルギーへの投資に対する利点が減少する可能性があります。

一方で、TI のホール効果電流センサ 『TMCS1123』 のように高電圧回路で直接動作する高精度で使いやすいセンサは、高精度の測定値を高速で提供するため、高電圧システムで重要な役割を果たします。これによりソーラー パネルや EV の設計において、エネルギーの生産、転送、蓄積、消費の効率を高め、技術革新を加速することができます。

高電圧システムの安全性を維持するセンサ
不要な熱は、電気系のあらゆる部品の寿命と信頼性を低下させる可能性があります。高電圧設計では、熱により人や資産に危険が生じる可能性があります。熱が蓄積されている場所を理解することは、EVチャージャや充電ポートの通常の摩耗や損失から蓄積される錆によって生成される過剰な熱など、問題が発生する前に、潜在的に危険な状況を明らかにすることができます。

設計者が高電圧システムで従来の低電圧センサを使用する場合、熱源から離れた場所にそれらのセンサを配置し、実際の温度を直接測定するのではなく推定する必要があるため、このアプローチは理想的ではありません。放射熱が数センチメートル離れたセンサに到達するまでに、熱源の実際の温度はそれよりはるかに高くなっている場合もあります。また10 秒以上の遅延も珍しくありません。この決定的な数秒の間に、過熱により部品が損傷したり、人が負傷したりする可能性があります。

TI は継続的にセンサ技術の革新を推進し、エンジニアは高精度で信頼性の高いデータを測定できます。TI の最新の温度センサである 『ISOTMP35B』 は高電圧回路で直接動作し、熱源の近くに配置して迅速に高精度の測定を行うことができます。

優れたセンシングによるバッテリ管理の向上
EV はクリーン エネルギーの未来不可欠な要素です。新しい高電圧センサは、バッテリ管理システムの効率向上において重要な役割を果たします。EV バッテリ パックの充電効率の向上は、最大充電で数十マイルの差を生み出すこともあります。

EV バッテリには最大 800V をサポートする数百または数千の独立したセルがありますが、過充電や充電不足によって、たった 1 つのセルが損傷するだけでも、バッテリ全体の性能と信頼性に影響しかねません。TI のバッテリ モニタのような最新デバイスは、パック内の独立した各セルの電圧レベルに関するより良いデータを提供することで、バッテリ管理システムでピーク性能のギャップを埋めることができます。

電化を通じて、性能を向上し、より責任ある資源利用という利点を最大限に発揮するためには、高電圧デバイスは信頼性が高く安全で、エネルギーの発電、変換、供給、蓄積しながら最高の効率で動作する必要があります。TIは、優れたセンシング技術を通じて設計上の課題を解消して実際の性能を向上させることで、高電圧設計者が消費者のニーズをより適切に満たし、より持続性の高い未来を追求してピーク性能、効率、最小限の再充時間に関する期待に応えるシステムを提供できるよう支援しています。