Датчики для новой мобильности

Jun 23, 2023

По мере того как автопроизводители переходят от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) к гибридным и аккумуляторным конструкциям (xEV), сфера применения датчиков в этих конструкциях расширяется. По данным IHS Markit, к 2030 году количество различных моделей xEV, скорее всего, увеличится с нынешних 335 до 800. Законодательство, государственные стимулы и усовершенствованная инфраструктура зарядки обеспечивают дополнительные стимулы. Автопроизводители должны установить промышленные партнерства в относительно короткие сроки, чтобы успешно внедрить эти новые сенсорные технологии в свои разработки. Унифицированный портфель датчиков TDK предлагает полный набор датчиков, идеально подходящих для автомобильной промышленности. Портфолио включает в себя как традиционные требования ICE, так и расширенные требования xEV. К ним относятся:

В автомобиле существуют механизмы обратной связи с обратной связью для мониторинга и управления механическими, электронными или электромеханическими процессами. Датчик или комбинация датчиков подает входные данные в такие системы, предоставляя данные, относящиеся к процессу, который он контролирует. Эти данные могут быть в форме данных о вращении, например, в случае колес, осей и двигателей. Другие системы обратной связи в автомобиле контролируют температуру, ток и давление. Здесь отдельные датчики или их комбинации (слияние датчиков) предоставляют соответствующие данные измерений.

Датчики ПМР Датчики туннельного магнитосопротивления (TMR) имеют множество применений в автомобиле. Их можно использовать для определения крутящего момента или угла поворота рулевого колеса, положения двигателя/оси, тормозной системы eCaliper и срабатывания стеклоочистителей. Датчики TMR серии TAS отличаются высокой выходной мощностью, низким энергопотреблением, хорошей угловой точностью и низким температурным дрейфом. Элемент TMR состоит из трех слоев: фиксированного магнитного слоя и свободного слоя, разделенных барьерным слоем (из тонкого изолятора). Намагниченность свободного слоя изменяется в зависимости от внешнего магнитного поля, которому он подвергается. Когда магнитное поле двух слоев выровнено, электрическое сопротивление элемента низкое. И наоборот, сопротивление велико, когда магнитное поле двух слоев противоположно.

Датчики Холла Датчики Холла обнаруживают результирующую разницу напряжений, которая течет внутри полупроводника, когда магнитное поле прикладывается перпендикулярно к нему. Таким образом, переключатель Холла сравнивает измеренную напряженность магнитного поля с заранее заданным уровнем или уровнем, программируемым в датчике. Как только этот уровень будет превышен (точка переключения), выходной сигнал датчика изменится. TDK предлагает как программируемые, так и фиксированные опции в своих семействах переключателей Холла. Переключатели Холла можно использовать в сочетании с постоянным магнитом для косвенного измерения таких переменных, как вращение, скорость, расстояние, давление, угол и уровни жидкости. Технология пикселей 3D HAL® от TDK лежит в основе датчиков прямого угла HAL 39xy для многомерного измерения магнитного поля. Эти датчики точно измеряют магнитные поля, будучи нечувствительными к полям рассеяния. Уникальная концепция основана на массиве пластин Холла. Например, программируемые 3D-датчики положения HAL 3930 имеют встроенный интерфейс PWM/SENT или SPI.

Управление температурным режимом аккумуляторов, цепей зарядки и компонентов трансмиссии в xEV является ярким примером расширенной сферы, в которой датчики играют ключевую роль. Для максимального запаса хода электромобилей критические компоненты трансмиссии должны работать в разных температурных диапазонах. Аккумулятор требует гораздо более низких температур, чем инвертор, а магниты в двигателе теряют свою силу при нагревании. Для охлаждения до восьми электронных клапанов, управляемых по шине LIN, направляют охлаждающую жидкость к этим компонентам. Этими клапанами можно управлять с помощью встроенных контроллеров двигателей HVC 4223F вместе с трехмерными датчиками положения HAL 3930. В то время как HVC 4223F напрямую управляет двигателями привода, HAL 3900 обеспечивает обратную связь по положению для замыкания контура управления.