【故障现象】 一辆2010年购买的比亚迪F3DM混合动力汽车，已正常行驶五年，超过100000km，在一次高速公路行驶途中，突然发现该车仪表板的显示屏有红色警告灯（图3-18）。

图3-18 比亚迪电池警告灯

【故障诊断】 该车出现电池警告灯报警后，立即到专业4S店报修。维修电动汽车的经验证明，一般使用5～6年、行驶里程达100000km以上的车辆，电流互感器出现故障的频率较高，故首先怀疑是霍尔式电流互感器出现了故障。同样采取对比法来判断，即用性能良好的电流互感器取代怀疑已出现故障的电流互感器。

【故障排除】 将电动汽车上电后，动力电池就可给驱动电机正常供电，再没有出现电池警告灯报警，故障得以排除，车辆恢复正常，表示此故障是电流互感器损坏造成的。

【故障总结】 该车使用的直流电流互感器是霍尔式的，利用霍尔片状晶体按安培定律原理制成，是一种可直接检测动力电池工作电流的器件。检测电流对高压电池是极其重要的，电动汽车上多采取“磁平衡补偿式”霍尔电流传感器（图3-19）。通过对比法和具体检测分析后，证实此传感器的运算放大器已损坏。这种传感器采用非接触式检测主电流，检测时不会影响被测电流的大小，也不消耗被测电源的功率，只需将被测的主电流导线空心穿过传感器磁环即可进行测量。

“磁平衡补偿式”霍尔电流传感器的工作原理如图3-20所示。传感器有一个带缺口的圆形磁心，所谓“磁平衡补偿式”是被测的主电流穿过圆形磁心时会在磁环上产生磁场。再利用绕在磁心上的多匝线圈，当补偿线圈通电电流I_s通过时会产生补偿线圈磁场。当主电流磁场与补偿线圈磁场这两个磁场大小相等方向相反时，在铁心的缺口处形成的合成磁场将相互抵消，结果合成磁场为零，可见次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。这时补偿绕组中的电流I_s正比于被测主电流I_p，即可利用I_s检测I_p的大小。图中的运算放大器用于自动调节I_s大小。当补偿电流通过电阻R时，则会产生信号电压，这个信号电压能检测出主电流I_p的大小。(www.daowen.com)

图3-19 霍尔磁平衡式电流传感器

图3-20 “磁平衡补偿式”霍尔电流传感器原理图

霍尔电流传感器能快速、精准地检测主电流的变化。电动汽车的起步或运行时，是依靠高压电池提供电能，向驱动电机输出电流以使汽车产生动力。当电动汽车工况不同时，行驶阻力会发生变化，车辆行驶时的电流常为100～200A，起步瞬间可高达1000A。与此同时，动力电池输出的主电流I_p也会快速变化，一旦“磁平衡补偿式”霍尔电流传感器的磁场平衡受到破坏，霍尔传感器立即有信号输出，会重新进行自动调节补偿，以达到新的平衡。这个平衡过程是极快的，从磁场失衡到再次平衡，所需的时间只需1μs，完全可满足车辆行驶的快速变化对精准检测的要求。

霍尔式电流传感器与普通的传感器不同，需要输入一定的工作电压才能反映出所检测的工作电流值。所以霍尔式电流互感器上共有四条线：+V_C和-V_C分别为+15V及-15V，另有传感信号输出线和搭铁线。