究竟傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車的傳感器到底有何本質(zhì)區(qū)別?
傳感器作為電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)的信息源,是電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,也是電動(dòng)汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。
電動(dòng)汽車傳感器與傳統(tǒng)汽車傳感器一樣,都是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助元件組成,優(yōu)勢也將信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路及輔助電源作為傳感器的組成部分。
電動(dòng)汽車的能量源由電池提供。隨著電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)的變化,其內(nèi)部所用的傳感器也有所不同,傳感器類型也相應(yīng)發(fā)生變化。車內(nèi)大部分的傳統(tǒng)和機(jī)械鋼性信號(hào)被柔性的電信號(hào)所取代,增加了電源系統(tǒng)中一些電壓計(jì)電流傳感器。為了更好地控制電動(dòng)機(jī)的出入電壓計(jì)電流,傳感器的檢測精度也比以往有所提高。電動(dòng)汽車中同時(shí)保留了傳統(tǒng)汽車中輔助子系統(tǒng)中作用電子控制傳感單元(ECU),同時(shí)對(duì)安全管理系統(tǒng)和車身舒適系統(tǒng)傳感器提出更高要求,體現(xiàn)了汽車傳感器的最先進(jìn)技術(shù)。
電動(dòng)汽車中傳感器的應(yīng)用
電動(dòng)汽車傳感器主要分為兩部分使用,電池管理系統(tǒng)BMS和電機(jī)控制器,這兩個(gè)系統(tǒng)中的傳感器有一些是可以相互兼容使用的,這主要取決于設(shè)計(jì)者的理念和終端市場的需求。其中溫度傳感器是新能源汽車較為重要的傳感器應(yīng)用類型。
溫度傳感器
傳統(tǒng)汽車溫度傳感器的作用是測量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣,冷卻水,燃油等的溫度,并把測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給ECU。對(duì)于所有的汽油機(jī)電控系統(tǒng),進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度是ECU進(jìn)行控制所必須的兩個(gè)溫度參數(shù),而其他的溫度參數(shù)則隨電控系統(tǒng)的類型及控制需要而不盡相同。
溫度傳感器在汽車上的應(yīng)用
電動(dòng)汽車溫度傳感器主要包括檢測電池溫度的傳感器、監(jiān)測電機(jī)的溫度傳感器,以及用于電池冷卻系統(tǒng)的溫度傳感器等。
1、電池系統(tǒng)溫度傳感器
電動(dòng)汽車電池只有在精確定義的工作溫度下才能提供最佳的能量輸出,因此要求對(duì)電池溫度進(jìn)行可靠地監(jiān)控和調(diào)節(jié),以防止電池出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,最大限度地延長其工作壽命。當(dāng)計(jì)算電池組荷電量(SOC)、充放電比功率、動(dòng)力電池的溫度時(shí)使用多個(gè)溫度傳感器來監(jiān)測電池溫度。
2、電機(jī)控制器溫度傳感器
為了確保電機(jī)的長壽命和發(fā)揮它的最佳性能,電機(jī)的溫度也需要持續(xù)受到監(jiān)控,盡可能精確地在溫度高于140℃的范圍內(nèi)工作,因而確定定子繞組的溫度也是至關(guān)重要的。為了測量定子的溫度,還要求傳感器應(yīng)便于安裝,且要確保傳感器在安裝和操作過程中免受機(jī)械壓力的影響及具有高介電強(qiáng)度,后者可防止驅(qū)動(dòng)器電流電路到測量電流電路之間產(chǎn)生飛弧現(xiàn)象。
市場格局及趨勢
目前,全世界約50個(gè)國家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā),研發(fā)機(jī)構(gòu)超過6000家。中國汽車傳感器90%以上的市場份額都被西門子、博世、霍尼韋爾等國際零部件巨頭占有。
一直以來,我國在傳感器企業(yè)多涉足的是大眾化的日用品方面,對(duì)汽車領(lǐng)域,尤其是新能源汽車領(lǐng)域的專業(yè)化研究太少,國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品大多靠模仿國外,企業(yè)規(guī)模相對(duì)也小,產(chǎn)品進(jìn)入不了主流市場。一方面是傳感器研發(fā)投入較高,而價(jià)格相對(duì)其他零部件也沒有優(yōu)勢,企業(yè)沒有太大動(dòng)力去研發(fā)生產(chǎn);另一方面,國內(nèi)傳感器企業(yè)系統(tǒng)和設(shè)備較外資企業(yè)落后,導(dǎo)致企業(yè)無法真正了解產(chǎn)品后續(xù)的匹配性和可靠性及如何改進(jìn),而汽車對(duì)零部件的要求高,整車企業(yè)采購會(huì)優(yōu)先選用質(zhì)量更可靠的外資品牌。
市場趨勢:近兩年,隨著汽車電動(dòng)化和智能化的趨勢越來越明顯,國內(nèi)車用傳感器領(lǐng)域涉入企業(yè)逐漸增多,包括傳統(tǒng)工業(yè)及家用級(jí)傳感器企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、創(chuàng)業(yè)型電子半導(dǎo)體型企業(yè)等。在該領(lǐng)域兼并購也開始呈現(xiàn),國外大型傳感器已完成第一輪并購,形成了自身技術(shù)優(yōu)勢,國內(nèi)傳感器企業(yè)也開始走入并購重組的軌道。
產(chǎn)品趨勢:未來汽車傳感器將呈現(xiàn)“三化”趨勢:微型集成化、多功能化、智能化。微型化傳感器利用微機(jī)械的加工技術(shù)將微米級(jí)的敏感元件、信號(hào)調(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上,具備體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn),可以提高系統(tǒng)測試精度;多功能化使傳感器能夠同時(shí)檢測多個(gè)特性參數(shù);而智能傳感器由于帶有專用計(jì)算機(jī),因而具有智能特點(diǎn)。