电动汽车(EV)和EV传感器概述

由混合动力电动汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和电池电动汽车(BEV)组成的电动汽车在汽车公司和汽车行业中日益普遍。正如最近的趋势所表明的那样,这种交通方式将在未来的场景中取代内燃机(ICE)车辆。无论是对行业还是对客户来说,电动汽车中存在的技术正变得越来越突出和具有吸引力。电动汽车以更少的传感器、小型化的组件和减少温室气体对电力系统和环境产生重大影响。在本章中,我们对不同类型的电动汽车进行了简单的概述,然后详细讨论了电动汽车以及汽车的不同类型的传感器及其设计。最后,我们报道了目前基于MEMS的传感器和器件小型化的研究进展,这些传感器和器件适用于电动汽车的各种应用。

 

在电池中,电动汽车的基本引擎和大多数传感器都消失了。一辆电动汽车只需要一个或两个位置和速度传感器,而混合动力电动汽车需要14个不同的位置、速度、温度和压力传感器。例如,宝马i3目前提供了电动汽车和6000毫升摩托车发动机的组合。电池由发动机充电,发动机实际上充当发电机而不是推进单元。因此,对一些传感器的要求很低,发动机上的负荷基本上是恒定的。

因此,一般不再需要用于测量压力、温度和氧气的排气传感器,在EV中,可能是HEVBEV,三个传感器共同用于温度,第二个用于电压测量,第三个用于电流。图7.2所示的电动汽车的复杂结构图通常包含15-20个电流传感器和大约20-30个热敏电阻温度传感器。

旋转变压器是一种昂贵的机械装置,通常用作Tamagawa Seiki等公司提供的主牵引电机的位置传感装置。 除此之外,无刷(BLDC)电动机控制需要2-3个电流传感器。宝马,大众等公司的电动车采用这种电机控制电流设备。 在电池电动车辆中,传动所需的齿轮数量大量减少,因此所需的位置传感器的数量仅为一个或两个。与BEV中的其他EV相比,这显着降低了额外的感测要求。 在下一节中,我们将详细介绍目前使用的不同传感器。

 

MEMS传感器广泛用于现代车辆。 最常用的系统是安全气囊和车辆稳定性控制。 基于MEMS的技术通常分为四个部分:加速度计,陀螺仪,倾角仪以及流量和压力传感器。最新兴的应用类似于基于MEMS的能量采集器,振荡器,IR传感器等。图中总结了一些主要使用基于MEMS的传感器的推力区域。

通过更换现有的传统车辆,电动汽车在未来的交通通信方面具有巨大的潜力。通过减少现有车辆排放的温室气体,通过拯救地球免受全球变暖,电动汽车将变得更加环保。本章将详细讨论用于不同EV配置的基于传感器的技术。汽车应用的传感器,其中一些在电动汽车中也很常见,详细讨论。

最后,我们报道了各种微制造传感器,这些传感器最近通过基于MEMS的研究发挥作用,可用于运动传感,电池感应,能量收集等应用。这种小型传感器将有助于降低成本,空间,并为即将到来的车辆提供更好的感应能力。此外,实验室需要与电动汽车及其传感器的汽车工业合作进行研究,以使我们所有人在无污染的环境中拥有更美好的未来。

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