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3月17日24时起，国内汽、柴油价格每吨又分别提高750元和720元，国内多数地区92#汽油价格超过8.5元/升，95#汽油价格正式迈入"9元时代"。此次成品油零售限价调整也创下了2013年3月26日新版定价机制以来的最大涨幅纪录。
油价连续上涨，很多网友都编段子调侃"开不起燃油车了"，表示要为当初嘲笑新能源汽车充电难而向"尊贵的新能源车主"道歉。也有网友表示，要卖掉燃油车，换成新能源汽车。
这无疑在电动汽车火爆潮上加了一把油，2021 年，中国大陆市场销售超过 320 万辆电动汽车——占全球电动汽车销量的一半，比 2020 年销量多出 200 万辆，2021 年中国大陆销售的新车中有 15% 是电动汽车，是2020 年销售量的两倍多，而且现在看来 2022 年及以后仍有较大的增长机会。
<电动汽车销量图|图源于网络>
车载蓄电池作为电动汽车的核心，直接关系到车辆寿命、行驶里程、车辆经济性、安全性，这一切又取决于电池管理系统的性能。而电池管理系统监控的准确性、执行动作可靠性则依赖各类传感器，具体怎样呢，我们来看看吧！
众所周知，电动汽车的动力输出依靠电池，而电池管理系统BMS （Battery Management System）则是其中的核心，负责控制电池的充电和放电以及实现电池状态估算等功能。如果说，把一台电动车比作人体的话，那么电池系统就是他的心脏，而BMS电池管理系统就是支配其身体运作的大脑。
<电池管理系统图|图源于网络>
既然叫做电池管理系统，BMS的主要工作就是处理和车载电池有关的任务。尽管当前的电池制造工艺已经让各个电芯之间的差异化缩小，但是单节锂电池之间仍然存在者内阻、容量、电压等差异，所以在实际应用中，电池组内部各单体电池容易出现散热不均或过度充放电等现象。时间一长，这些处于不良工作状态下的电池就很可能提前损坏，电池组的整体寿命也就大大缩短。
不仅如此，电池处于严重过充电状态下还存在爆炸的危险，造成电池组损坏的同时还对使用者的人生安全造成威胁。因此，必须为电动汽车上的动力电池组配备一套具有针对性的电池管理系统（Battery Management System,BMS），从而对电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。
<电池管理系统 （BMS）基本架构图|图源于网络>
电池管理系统（Battery Management System,BMS）中主要应用的传感器有电流传感器、温湿度传感器、电压传感器和位置传感器。
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01：电流传感器
霍尔电流传感器
霍尔效应 （Hall Effect）传感器变化的磁场转为变化的电压，其属于间接测量。可分为开环式、闭环式两类，后者精度较高。霍尔电流传感器简化了电路，仅要连通直流电源正负极，将被测电流母线穿过传感器便完成主电路和控制电路的隔离检测，如图所示。
<霍尔电流传感器原理图|图源于网络>
传感器输出信号为副边电流，和原边电流（输入信号）成正比，数值较小，需进行A/D转换。霍尔电流传感器集互感器、分流器优点于一身且结构更为简单，但易受干扰，已不适用于越来越精密复杂的电动车电源环境。
磁通门电流传感器
普通霍尔电流传感器精度在0.5%~2%之间，而磁通门电流传感器利用磁通门原理制作而成，精度能够达到0.1%甚至更高，因此也称之为高精度电流传感器。
磁通门原理 （Flux Gate）即为易饱和磁芯在激励电流影响下，激励电流大小改变电感强度，进而改变磁通量大小，磁通量则如同门那样打开或者闭合。
结构上有也有开口型和不开口型两类，即有开环和闭环两类。这里着重介绍闭环磁通门电流传感器，即放大磁通门激励电流二次谐波信号，驱动补偿线圈，使聚磁磁芯的磁通和原边电流的磁通相抵消，保持 “零磁通”状态；对于HPIT系列磁通并不为零，是一种无二次谐波的对称形状，如图所示。
<磁通门电流传感器原理图|图源于网络>
<常用闭环磁通门电流传感器>
磁通门电流传感器从结构上分为4类，见表，分别是单磁环、双磁环、双磁环 （屏蔽）、多磁环 （嵌套）。由于集具磁通门原理高灵敏性、闭环磁平衡与匝比输出严格对应性、整体磁芯封闭性、探头补偿消除振荡谐波影响输出干净性等优点，因此闭环磁通门电流传感器被广泛应用于各型电动车产品当中，如特斯拉Model 3、比亚迪汉、理想ONE、小鹏P7等畅销车型。
穿隧磁阻效应电流传感器
穿隧磁阻效应 （TMR） 电流传感器是全新一代磁敏元件，较霍尔器件、各向异性磁电阻 （AMR）、巨磁电阻
（GMR） 相比 （如图），其拥有能耗低、温漂低、灵敏度高等优点，能够明显改善电流检测的灵敏度与温度特性，故而在新一代电动汽车电池管理系统中，被用于全面取代霍尔传感器。
<各电流传感器实物图|图源于网络>
TMR电流传感器在检测电流时不再需要进行温度补偿，将-40℃~85℃环境下的温度漂移总量由1%~2%降低到0.1%~0.2%。例如对于车载充电器的电流检测与控制上，其能够对铜排或导线电流的精准检测而使用芯片体积更小，精度、线性度、响应速度和温漂特性则更为优化，为电动车带来极佳的安全性与经济性。
<电动汽车示意图|图源于网络>
02：温湿度传感器
NTC温度传感器
温度对于BMS性能发挥意义重大，为了进一步提升电池利用率，防止电池过度放（充）电，掌控电池工况，增加电池使用寿命，内置NTC温度传感器来监测温度。NTC温度传感器主要由Mn等高纯度金属元素的氧化化合物经过陶瓷技术和半导体技术结合制成。
这些材料载流子数目少，电阻较高，当温度升高时，载流子数目相应增加，电阻对应降低 。
其拥有电阻率高、热容小、响应快，阻值与温度线性关系优良，能弯曲、价格低、寿命长等优点。常用的有3类：地环外壳NTC温度传感器，俗称“地环型”；环氧树脂封装NTC温度传感器，俗称“水滴头”、“小黑头”；
HTW湿度传感器
湿度传感器就是一种把环境湿度量转变成能够被电信号
标记的设备或者装置，常见的湿度传感器测量的量为相对湿度。现在电动汽车BMS常用的湿度传感器有电阻式湿敏元件和电容式湿敏元件。
是在基片上涂敷一层用感湿材料膜，环境中水蒸气吸附在膜上时，元件电阻率、电阻值会变化，就能测出湿度。
<电容式湿敏元件原理图|图源于网络>
HTW-211是引进国外的高精度湿度测量传感器模块，是基于HumiChip的精确且可靠的湿度测量传感器。湿度因素在电动车电池管理系统中尤为难以捕捉，但对于电池的性能、寿命影响巨大。对传感器的湿度输出予以温度补偿，得到线性电压，输入到带有ADC的电动汽车的BMS当中。
03：电压传感器
电动汽车供电系统的电池组由几百个串联电芯联通，故而测量电压的通道需求较大。串联电池组为累计电压，但单个电池电动势并不相同，不能简单采用单向补偿法消去误差。电池电压采集需要高精度，达到1mV，而目前采集精度仅有5mV。电压传感器能够让被测电池电压转换成可输出信号的传感器，电动汽车用的电致发光效应电压传感器是测量发光材料在被测电压发光强度情况来获得被测电压有效数值。同传统的光学电压传感器相比，基于电致发光效应的电压传感器将不再用载波光源，一方面消除载波光源测量的不稳定性，另一方面也对传感器结构进行简化、降低生产成本。
<发光效应电压传感器原理图|图源于网络>
04：位置传感器
目前在电动汽车中尚未广泛应用，位置传感器主要是用于检测BMS系统中水冷装置中冷却液面的位置情况。位置传感器被安装在冷却水浮漂上，用于对冷却液相对于膨胀水壶液面位置进行检测，得到膨胀水壶的出液口同所述液体的接触情况。
通常至少需要3个浮漂，并在每个浮漂上安装位置传感器，以便于车辆在经过陡坡等路段或冷却系统中存有大量气泡时，BMS及时调节控制主水泵与副水泵进行切换运行。
05：电池管理系统传感器技术发展趋势
功能集成化
电动汽车一直在朝向轻量化方向发展，与此同时对于部件的集成化要求更加严苛。BMS是一个结构复杂、功能集成的管理系统，其体积较小，因此要求传感器具备多功能一体性，进而能够用最少数量传感器就能够全面监控电池系统。在发生异常时，也能够更快更准的找到故障点。
<发电动汽车行驶示意图|图源于网络>
监测精准化
未来产品对传感器技术的监测数据精度将越来越精细，对于电流电压、温湿度等数据的采集需要更精准的数据，从而提升用户对电池系统工况的准确掌握。下一步需要从理论仿真、实验研究两个方面同时入手，研究探索出新一代监测高效高精度的BMS传感器。
产品安全化
功能安全是电动汽车的基本要求，也是传感器技术发展的必然趋势。一方面是需要确保传感器产品自身使用安全性，另一方面则是传感器支撑起来的整个BMS的安全性，这都将直接或间接影响行车安全性，影响用户的驾驶体验与人身安全。
<驾驶安全示意图|图源于网络>
总 结
随着国内外电动车产业的不断升级，越来越多的传感器技术将会应用到电动汽车、BMS当中，企业应当把握良机为市场生产出更优质、更廉价的电动汽车产品和BMS。
当然在新的传感器技术支持下，BMS也会由现在的“硬件+算法”体系升级到“数据+主动式管理”体系，利用传感的力量守护蓝天白云 点亮美丽神州。