動(dòng)力傳動(dòng)系統中的傳感器 前景光明應用極其廣泛

設計更好的動(dòng)力傳動(dòng)系統是減少汽車(chē)排放的最有效方法。

正如我們所知，無(wú)論是提高內燃機的效率，還是設計電動(dòng)汽車(chē) （EV） 或混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) （HEV），電氣化都有助于動(dòng)力傳動(dòng)系統取得重大進(jìn)展。下面我們除了介紹汽車(chē)電氣化能夠為內燃機 （ICE） 中的動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器以及 EV 和 HEV 中的傳感器帶來(lái)的光明前景之外，還將說(shuō)明電氣化在優(yōu)化動(dòng)力傳動(dòng)系統以便有效地管理電池、逆變器和電機構建塊方面發(fā)揮的重要作用。

動(dòng)力傳動(dòng)系統感應簡(jiǎn)介

在下圖所示的動(dòng)力傳動(dòng)系統中，極其精確的電子傳感器負責監控各種情況以提高效率。

動(dòng)力傳動(dòng)系統由多個(gè)模塊組成；每個(gè)模塊單獨運行，并具有不同類(lèi)型的傳感器和反饋控制機制。汽車(chē)的效率主要取決于動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器和傳動(dòng)器的準確性、精度和響應時(shí)間。

這些傳感器有助于實(shí)現閉環(huán)運行，這樣才能傳達用于管理發(fā)動(dòng)機和控制變送器的感應信息。動(dòng)力傳動(dòng)系統的主要推動(dòng)因素是經(jīng)濟性和排放，它們會(huì )影響性能和操縱靈活性。在發(fā)動(dòng)機和變速器系統中，傳感器及其反饋控制機制能夠精確地監控激勵，因此有助于提高效率，進(jìn)而提高燃燒過(guò)程的效率以減少排放。傳感器及其反饋控制機制可精確地監控激勵以提高燃燒過(guò)程的效率，從而提高發(fā)動(dòng)機和變速器系統的整體效率。

要在 EV 和 HEV 車(chē)輛中提高電氣化程度，工程師需要重新定義動(dòng)力傳動(dòng)系統的架構和控制。動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器在 ICE 車(chē)輛中發(fā)揮著(zhù)同樣重要的作用。如上圖所示，車(chē)輛的電氣化始于智能傳感器。在 ICE 車(chē)輛中，主要依靠動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器及其性能來(lái)減少排放。

動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器概述

動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器根據它們提供的計量功能分類(lèi)，如下圖所述。

動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器通常應具備以下特性：

? 低功耗（約 10mA）。

? 高精度意味著(zhù)精確的控制機制。

? 對激勵變化非常敏感。

? 在汽車(chē)環(huán)境內的穩健性。

? 電磁干擾 （EMI） 電磁兼容性。

動(dòng)力傳動(dòng)系統溫度傳感器

動(dòng)力傳動(dòng)系統中有三種主要的溫度傳感器：

? 熱電偶。隨著(zhù)新型柴油發(fā)動(dòng)機的出現，市場(chǎng)越來(lái)越需要高溫傳感器，這是因為排氣系統位于發(fā)動(dòng)機的正下方。這種配置要求以高精度、高分辨率和高集成度執行溫度檢測。能夠承受和檢測高溫的排氣系統溫度傳感器通常使用基于熱電偶的工作原理，并具有多個(gè)熱電偶溫度傳感器和一個(gè)用于控制這些傳感器的獨立模塊。

? 熱敏電阻。市場(chǎng)中出現的新型熱敏電阻支持高溫范圍，以滿(mǎn)足高溫傳感器的需求。硅基線(xiàn)性熱敏電阻取代具有負溫度系數和正溫度系數的標準熱敏電阻也是大勢所趨。使用這些新型智能熱敏電阻，可以在較大的動(dòng)態(tài)范圍內實(shí)現高線(xiàn)性度，這是汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統的一個(gè)特殊需求。

? 硅。硅溫度傳感器正在 HEV/EV 和 ICE 車(chē)輛中發(fā)揮著(zhù)重要作用。

動(dòng)力傳動(dòng)系統壓力傳感器

集成式動(dòng)力傳動(dòng)系統壓力傳感器使用基于電容和電阻的工作原理。信號調節以及放大器、模數轉換器、微控制器和數模轉換器/數字接口全部在一個(gè)芯片上。壓力傳感元件在溫度范圍內通常具有非線(xiàn)性特征，因此傳統的壓力傳感器信號調節電路包含溫度和線(xiàn)性補償機制。

由于壓力傳感器模塊導線(xiàn)需要多條線(xiàn)束，因此防止此模塊出現過(guò)流、過(guò)壓或短路等線(xiàn)束故障始終是一種很好的做法。在汽車(chē)應用中，動(dòng)力傳動(dòng)系統壓力傳感器的信號調節應使傳感器能夠在極其惡劣的環(huán)境中運行，并承受多種振動(dòng)、溫度波動(dòng)、各種電磁條件和沖擊。

動(dòng)力傳動(dòng)系統液位和濃度傳感器

動(dòng)力傳動(dòng)系統液位和濃度傳感器通常使用基于超聲波和電容的工作原理。必須在車(chē)輛內的多個(gè)位置測量液位：例如，水箱、燃油箱、液壓油油箱、油箱和尿素罐都位于汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)系統中。必須監控這些油液的液位和濃度，才能實(shí)現高效的控制回路運行。

在排氣系統中，在柴油微粒濾清器 （DFP） 濾清之后噴射車(chē)用尿素溶液，以降低排放物中的氨濃度。油液濃度和液位傳感器在測量油液濃度和車(chē)用尿素溶液液位方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

動(dòng)力傳動(dòng)系統位置傳感器

位置傳感器是另一類(lèi)服務(wù)于 ICE、HEV 和 EV 動(dòng)力傳動(dòng)系統的重要傳感器。它們可測量速度、角度、關(guān)鍵操作（例如電動(dòng)動(dòng)力轉向、牽引逆變器、自動(dòng)變速器和防鎖死制動(dòng)系統）中的開(kāi)/關(guān)位置。電感式位置傳感器可提供更高的穩健性和精確性，并減少了維護工作。

動(dòng)力傳動(dòng)系統排氣傳感器

所有 ICE 車(chē)輛，包括混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，都采用了排氣傳感器。隨著(zhù)新排放標準的出臺，對于排氣感應的要求變得更加嚴格，越來(lái)越多的國家/地區實(shí)際上都在強制實(shí)施排放限制。

如上圖所示，車(chē)輛排氣系統中存在不同類(lèi)型的傳感器。這些傳感器通常使用化學(xué)工作原理，具有兩個(gè)電極并使用電極電勢原理進(jìn)行感應。這些類(lèi)型的化學(xué)傳感器可能具有更高的維護成本和更長(cháng)的響應時(shí)間。

新型射頻 （RF） 排氣傳感器可實(shí)現更短的響應時(shí)間、更低的維護成本和更高的精確性。這些傳感器的工作原理是，當使用一根****天線(xiàn)引起共振時(shí)， 每種氣體都有各自的吸收頻率；一根接收天線(xiàn)可完成所有的氣體感應工作。

動(dòng)力傳動(dòng)系統電流傳感器

電流傳感器是內燃機、HEV 或 EV 車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統中最重要的傳感器之一。磁分流原理可滿(mǎn)足汽車(chē)中的電流感應需求。您可以根據傳感器的位置選擇合適的原理。內燃機車(chē)輛的電流感應電壓通常是 12V；在HEV/EV 車(chē)輛中，通常是 48V，在 EV 中介于 400V 到600V 或 800V 之間。

動(dòng)力傳動(dòng)系統中的傳感器的基本注意事項

新汽車(chē)技術(shù)的出現和車(chē)輛的持續電氣化正在影響動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器及其配套電子產(chǎn)品。在 HEV 和 EV中，對于電流和位置傳感器的設計要求明顯變得更加嚴格。

為使動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器能夠在惡劣的汽車(chē)環(huán)境中可靠地運行，極其精確的信號調節器和高精度運算放大器發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。傳感器信號調節電子產(chǎn)品能夠幫助化解的挑戰包括高溫和振動(dòng)條件、EMI 保護以及符合汽車(chē)安全標準。

在最終分析中，動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器有可能成為汽車(chē)電氣化領(lǐng)域的最大技術(shù)突破之一。不過(guò)，當選擇動(dòng)力傳動(dòng)系統傳感器和它們的配套信號調節電子產(chǎn)品時(shí)，您應仔細審核基本設計注意事項。

如果您想了解更多華芯霍爾元件產(chǎn)品信息，歡迎訪(fǎng)問(wèn)我們的官網(wǎng)https://www.wxhxkj.com/或者https://www.chhxs.cn/，無(wú)錫華芯科技竭誠為您服務(wù)！