電動(dòng)汽車傳感器概述

傳感器（transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

一、汽車傳感器類型

傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車傳感器對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測量和控制。衡量現(xiàn)代高級(jí)轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。一輛普通家用轎車上大約安裝幾十只傳感器，豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)200余只。

車用傳感器大致分為三類：動(dòng)力系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)和車身舒適系統(tǒng)傳感器。其中動(dòng)力系統(tǒng)傳感器市場所占比例最大。

圖表1車用傳感器類型

二、電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車傳感器的差異

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，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)。

圖表2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。

三、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。

圖表3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。

四、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)。