电动汽车传感器概述

悲伤的丑小鸭 · 发表于 2019-7-25 23:00:15

摘要：传感器是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。
传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

一、汽车传感器类型

传感器是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车传感器对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。衡量现代高级轿车控制系统水平的关键就在于其传感器的数量和水平。一辆普通家用轿车上大约安装几十只传感器，豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。
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车用传感器大致分为三类：动力系统、安全管理系统和车身舒适系统传感器。其中动力系统传感器市场所占比例最大。

图表1 车用传感器类型
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二、电动汽车与传统汽车传感器的差异

传感器作为电动汽车电子控制系统的信息源，是电动汽车电子控制系统的关键部件，也是电动汽车电子技术领域研究的核心内容之一。

电动汽车传感器与传统汽车传感器一样，都是由敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成，也将信号调节与转换电路及辅助电源作为传感器的组成部分。

电动汽车的能量源由电池提供。随着电动汽车的结构的变化，其内部所用的传感器也有所不同，传感器类型也相应发生变化。车内大部分的传统和机械钢性信号被柔性的电信号所取代，增加了电源系统中一些电压计电流传感器。为了更好地控制电动机的出入电压计电流，传感器的检测精度也比以往有所提高。电动汽车中同时保留了传统汽车中辅助子系统中作用电子控制传感单元（ECU），同时对安全管理系统和车身舒适系统传感器提出更高要求，体现了汽车传感器的最先进技术。

图表2 电动汽车中传感器的应用
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电动汽车传感器主要分为两部分使用，电池管理系统BMS和电机控制器，这两个系统中的传感器有一些是可以相互兼容使用的，这主要取决于设计者的理念和终端市场的需求。其中温度传感器是新能源汽车较为重要的传感器应用类型。

三、温度传感器

传统汽车温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU。对于所有的汽油机电控系统，进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数，而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。

图表3 温度传感器在汽车上的应用
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电动汽车温度传感器主要包括检测电池温度的传感器、监测电机的温度传感器，以及用于电池冷却系统的温度传感器等。

1、电池系统温度传感器

电动汽车电池只有在精确定义的工作温度下才能提供最佳的能量输出，因此要求对电池温度进行可靠地监控和调节，以防止电池出现过热现象，最大限度地延长其工作寿命。当计算电池组荷电量(SOC)、充放电比功率、动力电池的温度时使用多个温度传感器来监测电池温度。

2、电机控制器温度传感器

为了确保电机的长寿命和发挥它的最佳性能，电机的温度也需要持续受到监控，尽可能精确地在温度高于140℃的范围内工作，因而确定定子绕组的温度也是至关重要的。为了测量定子的温度，还要求传感器应便于安装，且要确保传感器在安装和操作过程中免受机械压力的影响及具有高介电强度，后者可防止驱动器电流电路到测量电流电路之间产生飞弧现象。

四、市场格局及趋势

目前，全世界约50个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构超过6000家。中国汽车传感器90%以上的市场份额都被西门子、博世、霍尼韦尔等国际零部件巨头占有。

一直以来，我国在传感器企业多涉足的是大众化的日用品方面，对汽车领域，尤其是新能源汽车领域的专业化研究太少，国内现有产品大多靠模仿国外，企业规模相对也小，产品进入不了主流市场。一方面是传感器研发投入较高，而价格相对其他零部件也没有优势，企业没有太大动力去研发生产；另一方面，国内传感器企业系统和设备较外资企业落后，导致企业无法真正了解产品后续的匹配性和可靠性及如何改进，而汽车对零部件的要求高，整车企业采购会优先选用质量更可靠的外资品牌。

市场趋势：近两年，随着汽车电动化和智能化的趋势越来越明显，国内车用传感器领域涉入企业逐渐增多，包括传统工业及家用级传感器企业、互联网企业、创业型电子半导体型企业等。在该领域兼并购也开始呈现，国外大型传感器已完成第一轮并购，形成了自身技术优势，国内传感器企业也开始走入并购重组的轨道。

产品趋势：未来汽车传感器将呈现“三化”趋势：微型集成化、多功能化、智能化。微型化传感器利用微机械的加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上，具备体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以提高系统测试精度；多功能化使传感器能够同时检测多个特性参数；而智能传感器由于带有专用计算机，因而具有智能特点。

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wudianjun2001 · 发表于 2019-7-26 08:30:34

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wudianjun2001 · 发表于 2019-7-26 08:30:58

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流水源 · 发表于 2019-7-26 08:50:00

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springvirus · 发表于 2019-7-26 15:36:47

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天师猫神 · 发表于 2020-5-25 15:06:09

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