温度传感器驱动 TDK开发出适用于电动汽车的耐高压NTC温度传感器

发布时间：2024-10-07 00:10:59

TDK开发出适用于电动汽车的耐高压NTC温度传感器

在电动汽车中，需要持续监控所有系统单元的温度。高电流会导致损耗，并产生相应的热量，特别是在触点处，TDK 现已开发出一种用于测量连接器的专用耐高压的NTC温度传感器。

如今，用于电动汽车 (xEV) 的高压电池的额定电压高达 1000 V，因此所有系统组件都必须具有相应的耐高压能力。在通过逆变器和电机实现高驱动功率（有些甚至超过 100 kW）时，会产生数百A的电流。连同线路电阻和接触电阻，这些高电流会导致大量的功率耗散和相关的热损耗，由于功耗是电流的平方的：PV = I2 x R。这清楚地表明，即使是毫欧范围内的微小电阻也会产生相对较大的损耗，因此温度可能会出现临界上升。例如，如果接触点的电阻为 10 mΩ 并施加 100 A 的电流，结果会产生 100 W 的功耗，这会很快导致过热。这就是为什么在 xEV 中的关键接触点——例如电池和电机逆变器之间的连接器——必须进行热监控，并在即将出现过热的情况下及时降低电流。基于 NTC 的温度传感器可适用于监控临界点的温度并启动电流降额技术。图 1 说明了其控制原理。

图 1：具有相应电流降额的温度监测单元的控制原理。

xEV 对 NTC 温度传感器的高要求

电动汽车对开发和设计 NTC 温度传感器提出了完全不同的要求，尤其是将它们集成到高压系统中。这些包括：

耐高压

快速响应时间

高温稳定性

高精度

可直接集成到连接器中

高温高压下，设计挑战集中在找到一种既具有高电绝缘性能又具有出色导热性的材料，并开发一种集成 NTC 元件设计。此外，还应提供高温稳定性。集成了传感器芯片的专用陶瓷套管可以同时实现这些特性。图 2 说明了TDK所开发的温度传感器。

图 2：用于集成在连接器中的新型温度传感器。使用集成了 NTC 元件的陶瓷套管可以实现所需的耐高压性和快速响应时间。

创新的 TDK 温度传感器满足所有要求

测试证明，新开发的TDK温度传感器可以应对电动汽车的严苛要求。高压测试下，传感器达到 5 kV DC 介电强度 - 明显远高于 1 kV DC 系统电压。此外还拥有快速的响应时间特性，尤其是突发过热的情况下，及时降低电流尤为重要。在典型安装情况下记录的 τ 值 (63%) 远低于 <10 秒。允许的温度范围为 -40°C 至 +150°C，并支持瞬间 180°C 应用。

传感器精度也是一个重要方面。只有当它足够高时，才能适时而且不能过早地开始降额。在 25°C 时，传感器的最大误差为 ±0.2 K，R25 电阻为 10 kΩ，公差为 1%。

传感器的上部塑料卡扣部分经过设计，可以满足不同的客户安装要求，例如旋入式、夹入式或夹入式。

总而言之，TDK新推出的传感器具有更好的电、热和机械性能，有助于使电动汽车更安全、更高效。

图3：优秀的隔热性和快速的响应时间测试结果图3：优秀的隔热性和快速的响应时间测试结果

原文链接：http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic554635.html

新能源汽车电驱动系统的检查与维护

电驱动系统的检查与维护包含：

1、检查与维护电驱动系统

2、检查与维护驱动电机

3、检查与维护驱动电机控制器

一、驱动电机的认识

1、驱动电机与普通电机有何区别？

新能源汽车用电机的安装环境较狭小，其工作环境复杂多变且恶劣；振动大、冲击大、灰尘多、腐蚀严重、高温高湿且温度变化大。因此新能源对驱动电机系统的要求是：

（1）电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。还应具有自动调速功能，以减轻驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应；

（2）能够承受4～5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，并能够实现四象限的运转，高效率地回收电动车辆在制动时反馈的能量；

（3）高电压、高转速。有利于提高电动机的比功率，减小电动机的尺寸，降低电动机的重量和各种控制装置和导线的截面积。有利于在电动车辆上进行安装和布置，可以降低成本；

（4）电动机有良好的可靠性、耐温和耐潮湿，运行时噪声低，可以在恶劣的环境条件下长时期的运转；

（5）质量轻，体积小。结构简单、使用维修方便，适合批量生产。

2、驱动电机是什么？

驱动电机、电控系统、动力蓄电池是纯电动汽车核心部分，称为“三电”。

驱动电机是按照驾驶员的意图将动力电池的高压直流转变成驱动电机的高压三相交流电，从而使驱动电机产生旋转力矩，并通过传统装置将驱动电机的旋转运动传递给车轮，实现车辆的行驶。

目前，驱动电机不仅可以进行驱动车辆，而且可以进行制动能量回收。驱动电机在制动、缓慢减速时，通过整车电控单元发出相应指令使驱动电机转为发电机发电工况，此时驱动电机会将车辆动能转化为电能。然后通过驱动电机控制器以电能形式向动力动力电池充电。

3、驱动电机相当于传统汽车上的哪个零部件？

4、驱动电机安装在什么位置？

在电动汽车上驱动电机替代了传统汽车上的发动机和发电机。内燃机通常是把化学能转化为机械能驱动车辆行驶。而驱动电机将电能转化为机械能驱动车辆行驶。发电机通过将机械能转化为电能并储存在蓄电池上。驱动电机能过通过制动能量回收功能将车辆机械能转化为电能储存在动力电池上。

驱动电机装在前机舱动力总成支架下面，与减速器、传动半轴连接。

宝马第一款纯电动车I3的电动机的位置

电动卡丁车的电动机的位置

特斯拉MODEL S的电动机的位置

普锐斯混合动力的电动机的位置

5、旋转变压器是什么

旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，驱动电机用以检测电机转子位置，控制器解码后可以获知电机转速；

6、温度传感器干什么用？

动电机的温度传感器用以检测电机的绕组温度，控制器可以保护电机避免过热。EV200车型驱动电机采用PT1000型铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。

为了防止因驱动电机温升过快，新能源车辆驱动电机多采用液态冷却的方式，并配有电机温度传感器对驱动电机的工作温度进行实时的监控，向整车控制器VCU反馈电机温度信号，VCU根据电机温度信号作出相应控制策略，冷却系统的大小循环控制，冷却系统风扇的低速控制、电机的过温保护策略。

知识拓展：

•电机温度保护

当控制器监测到驱动电机温度传感器显示：120℃≤温度＜140℃时，降功率运行；温度≥140℃时，降功率至0，即停机。

•控制器温度保护

当控制器监测到散热基板板温度为：温度≥85℃时，超温保护，即停机。

当控制器监测到散热基板板温度为：85℃≥温度≥75℃时，降功运行。

二、电机的维护与保养

1：电动汽车维护时要对电驱动系统进行检查

我们可以通过以下几个方面来进行电机检查

1）清洁电机外部

2）检查电机外观情况

3）检查电驱动系统插接件状态

4）检查电机紧固情况

5）检查驱动电机的绝缘

6）检查驱动电机定子绕组的阻值

7）检查旋转变压器、电机温度传感器的阻值

三、检查与维护驱动电机控制器

一、驱动电机控制系统的认识

1、驱动电机控制器是什么？

驱动电机控制系统是根据整车控制器的指令（怠速、前进、倒车、加速、减速、能量回收等），电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机的输出，将动力电池供给的高压直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电动机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。