來源：傳感器技術

電動汽車傳感器

電動汽車傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電訊号輸給計算機，以便發動機處于最佳工作狀态。車用傳感器很多，判斷傳感器出現的故障時，不應隻考慮傳感器本身，而應考慮出現故障的整個電路。因此，在查找故障時，除了檢查傳感器之外，還要檢查線束、插接件以及傳感器與電控單元之間的有關電路。

1 電動汽車傳感器基本知識

現在電動汽車工業中，傳感器廣泛應用在發動機、底盤和車身等系統中，在純電動汽車電子控制系統有着十分重要的作用。

傳感器作為純電動汽車電子控制系統的信息源，是純電動汽車電子控制系統的關鍵部件， 電動汽車傳感器也是電動汽車電子技術領域研究的核心内容之一。目前，一輛普通家用轎車上大約安裝近百隻傳感器，而豪華轎車上的傳感器可達二百餘隻。據報道，2000年汽車傳感器的市場為61.7億美元，到2008年市場需求量達到14.87億件。2012年全球汽車傳感器市場将上升到135億美元，全球車用傳感器将以9%左右的增長率持續增長。

5 電動汽車傳感器的性能與要求

傳感器的性能指标包括精度、響應特性、可靠性、耐久性、結構是否緊湊、實用性、輸出電平等。由于在電動汽車上為了有效地控制電動機與發電機，需要更高精度地檢測轉子轉速、電池的電壓計 電流傳感器，因此對電動汽車用傳感器的要求如下：

1）有較好的環境适應性。電動汽車工作的環境溫度變化範圍較寬、道路表面優劣程度相差很大，烈日、暴雨、環境溫度相差懸殊，因此要求傳感器耐震、耐溫、耐水性良好。

2）批量生産性。由于電動汽車是批量生産的，甚至同一種傳感器在一台汽車上要用到十至上百個，所以要求電動汽車用傳感器要适合大批量生産的要求。

3）高精度。要求具有高精度的電壓及電流傳感器、轉速傳感器。如電動汽車上徐此案吃的電流檢測精度要求在0.05~1500 A之間。

4）可靠性。

5）體積小。盡可能做到體積小、質量輕，便于安裝、調試，減少整車重量。

6）符合電動汽車傳感器有關技術标準要求。

6 電動汽車傳感器應用-速度傳感器

速度傳感器是電動汽車較為重要的傳感器，也是應用較多的傳感器。就其定義而言，速度傳感器主要是用來測量速度的傳感器，分為轉速傳感器、車速傳感器、車輪轉速傳感器等。

轉速傳感器主要用于電動汽車電動機旋轉速度的檢測。目前，常用的轉速傳感器有三種，分别為電磁感應式轉速傳感器、光電感應式轉速傳感器、霍爾效應式轉速傳感器，均采用非接觸式測量原理，以增強檢測的安全性、提高檢測精度。

車速傳感器用來測量電動汽車行駛速度。車速傳感器信号主要用于儀表闆的車速表顯示及發動機怠速、電動汽車加速其間的控制等。目前我國絕大部分電動汽車上的速度表都是以汽車論壇的選擇轉速變換成汽車速度進行測速的。這在汽車制動、打滑的情況下，以及論壇因新舊、摩擦、路面、胎壓高低等造成其外圓周長的變化都會造成誤差過大，甚至無法工作。目前車速傳感器主要有電磁感應式、光電式、可變磁阻式和霍爾式集中。電動汽車上普遍采用電磁感應式和霍爾式速度傳感器

7 電動汽車傳感器發展趨勢

全球傳感器市場正呈現出快速增長态勢。資訊公司INTECHNO CONSULTING的市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區，而美國、德國、日本依然是傳感器市場分布最大的國家。就世界範圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場。

“沒有傳感器技術就沒有現代汽車”已成為業内共識，這意味着汽車電子化越發達，自動化程度越高，對傳感器依賴性就越大。對此，業内專家認為，未來新型汽車應用系統将催生新的汽車傳感器與之配套。傳感器的最大特點是不斷引入新技術發展新功能，未來汽車傳感器技術總發展趨勢是微型化、多功能化和智能化。

世界車用傳感器開發趨勢

資料顯示，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十隻傳感器，豪華轎車上的傳感器數量可多達200餘隻。據市場研究機構Strategy Analytics預計，到2012年汽車傳感器銷售額達158億美元。

車用傳感器大緻分為3類：動力系統、安全管理系統和車身舒适系統傳感器。其中動力系統傳感器市場所占比例最大，體現了汽車傳感器的最先進技術。例如，油門踏闆位置傳感器的角度誤差必須在0.4%以内;節氣門位置傳感器需要極高的可靠性，并要能夠在-50度到150度工作。

在動力系統中，有源傳感器引領發展趨勢。凸輪和曲軸傳感器因為與汽車的“心髒”發動機密切相關，成為動力系統的關鍵。而有源的凸輪傳感器和曲軸傳感器能夠為動力系統提供更多的保護，因此将引領未來發展趨勢。預計在2009年，将有5820萬個有源曲軸傳感器投入使用，而無源傳感器則将減少到2150萬個。

在安全管理系統中，壓力傳感器實現側氣囊控制。汽車安全管理系統也是廣泛使用傳感器的領域。汽車側邊氣囊的控制有加速度傳感器和壓力傳感器兩種方案。權威數據表明，與加速度傳感器相比，壓力傳感器在檢測側邊撞擊的速度方面，比加速度傳感器快了将近3倍，而誤動作的概率則更小。

在車身舒适系統中，車門、變速箱、被動安全讓汽車更智能。車門模塊中，車門把手、車窗控制上使用了直流馬達位置傳感器，采用分布式門模塊架構，并通過LIN總線相連接。變速箱通過使用2軸或3軸角度/線性傳感器，能夠滿足不同的變速箱位置要求并節省成本，具體的傳感器選擇則要根據汽車變速箱的功能和設計需求來決定。被動安全裝置包括座椅承重的檢測、安全帶打開/扣住的監測、座椅位置調節的檢測(保證氣囊系統的有效保護)等等，這些控制的細節對汽車傳感器的需求也十分可觀。

加速度、振動、速度傳感器是汽車運動測量中的三種主要傳感器，一直保持穩定而強勁的增長勢頭。目前，世界生産這三種傳感器的大型企業有30多家，其中前5名公司占據了31.3%的市場份額。例如Endevco占13.6%，Wilcoxa Research占9.1%，摩托羅拉占4.2%，IMI占3.0%，Analog Devices占1.4%。

西方發達國家排放法規對尾氣排放量日益嚴格的要求，推動了汽車用氧傳感器的開發與生産。目前，已實用的汽車氧傳感器有氧化鍺氧傳感器、二氧化钛氧傳感器等幾種。

值得一提的是，微型化傳感器利用微機械加工技術将微米級的敏感元件、信号調理器、數據處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以提高系統測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片内運算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計、用于防撞的矽加速度計等。

在汽車輪胎内嵌入微型壓力傳感器可以保持适當充氣，避免充氣過量或不足，從而可節約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數。

智能傳感器配有專用計算機，它的迅速發展将汽車的安全性能提高到一個前所未有的高度。随着微電子技術和微機械加工技術的發展，傳感器正朝着微型化、多功能化、智能化方向發展。

傳感器在汽車中的應用圖解

業内專家由此看好汽車傳感器在中國的發展前景。他們認為，汽車數量的增加以及每輛汽車上所采用傳感器的增多，決定了中國汽車傳感器市場容量必将不斷增大，中國傳感器市場正進入蓬勃發展期。

然而，和國外傳感器産業相比，中國汽車傳感器尚未形成獨立的産業。自20世紀80年代以來，中國汽車行業引進國外的先進技術及與之相配套的傳感器生産技術，基本滿足了國内小批量、低水平車型的配套需求。中國汽車行業自行配套的傳感器隻是一些低檔的産品。車傳感器對整車廠而言，是二級配套産品，必須以系統形式進入整車廠配套。當中國發動機電子控制系統由國外進口時，其相應配套的傳感器也同時進口到中國。

可見，中國汽車傳感器産業整體水平較低，多種傳感器尤其是高水平汽車傳感器仍舊依賴進口。傳感器市場被西門子、博世、霍尼韋爾等國際零部件巨頭占據大半江山，而國内汽車傳感器産業發展緩慢。

業内人士認為，中國傳感器企業生産技術和生産規模目前并未達到汽車産業高新技術的要求，每年要進口50萬套以上的高性能汽車傳感器。中國的汽車傳感器産品與國外同類産品相比，水平相差10多年。比如，中國企業生産的曲軸位置、車速傳感器有不少采用電磁式或霍爾式傳感方式，存在着準确度低、分解能力差、信号精度不高、抗幹擾性弱等問題，而國外同類産品早已采用光電式，有效避免了上述弊端。

另外，汽車傳感器微型化、多功能化、集成化和智能化的發展趨勢對采用新工藝和開發新材料提出了更高要求。磁敏、氣敏、力敏、熱敏、光電、激光等多種傳感器應運而生，傳感器的材料也從金屬發展成為半導體、陶瓷、光學纖維等材料。在這些方面，中國企業與外資企業的差距巨大。

目前，汽車技術升級換代，國内外企業都将車用傳感器技術列為重點發展的高技術。微型化、智能化、非接觸測量和MEAS傳感技術，将逐步取代傳統的機械式、應變片式、滑動電位器等傳感技術，汽車傳感器在安全、節能、環保以及智能化方面将取得重大突破。而各大傳感器廠商在性能上的比拼，将提升汽車傳感器的技術含量，降低生産成本，并推動新的技術革命，促進汽車傳感器工業的發展。

來源：傳感器技術

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