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TDK开发出特殊耐高压温度传感器 提高EV安全性

盖世汽车 刘丽婷 2021-11-17 15:55:14

盖世汽车讯 电动汽车需要持续监控所有系统单元的温度。但由于电力较高,与对应发热处接触时会产生损耗。据外媒报道,日本TDK株式会社开发出一种用于连接器的特殊耐高压温度传感器。

TDK开发出特殊耐高压温度传感器 提高EV安全性

(图片来源:TDK)

电动汽车(xEV)的高压电池标称电压高达1000 V,因此需要所有系统组件具有相应的耐高压能力。为通过逆变器和电机实现驱动功率远超100 kW,电流有时会接近100amp。这些高电流,连同线路和接触电阻,会导致不可忽视的功率损耗,进而引起热损耗。因为在PV = I2 x R计算中,电流是二次方,因此即使电阻很小,也会引起较大损耗,从而导致可能出现临界值的发热。

因此,必须对xEV中的关键接触点(例如电池和电机逆变器之间的连接器)进行热监控。如果即将发生过热,则可以及时调节电流。启动电流降额的基于NTC 的温度传感器适用于监控关键点的温度。图1展示了控制原理。

TDK开发出特殊耐高压温度传感器 提高EV安全性

(图片来源:TDK)

电动汽车对NTC温度传感器的开发和设计提出了全新的要求——尤其是在高压系统中的集成。具体要求包括:耐高压;响应时间短;耐高温;高精确度;可以直接集成到连接器中。

目前的挑战是需要找到一种具有高电绝缘性能和高导热性的材料,从而能够设计集成至NTC元件中。此外,该材料还需要耐高温。实验证明,由特殊陶瓷制成的套管非常合适,并集成了传感器元件。图2所示为使用上述方式开发的温度传感器。

TDK开发出特殊耐高压温度传感器 提高EV安全性

(图片来源:TDK)

用于集成到连接器中的新型温度传感器的设计。通过使用集成NTC元件的陶瓷套管,可以实现所需的高耐压性,且响应时间较短。

多项测试证明,新开发的TDK温度传感器满足要求。高压测试表明,传感头的介电强度为5 kV DC,显著超过1 kV DC的系统电压,实现所需的短响应时间。这一点对于在突然过热的情况下及时启动降额特别重要。在此,在典型安装情况下确定的τ值(63%)明显小于10秒。允许的温度范围为-40 °C至+150 °C,允许短期暴露于180 °C环境下。

传感器的精度也是非常重要,只有当精度足够高时,才能及时且同时不会过早地启动降额。使用新传感器时,25 °C下的最大偏差为±0.2 K,电阻值R25为10 kΩ,容差为1%。传感器的上部塑料部分的设计可根据客户的要求,允许多种安装选项,例如热缩或夹住。

总而言之,新型传感器具有良好的电、热和机械值,有助于使电动汽车更安全、更高效。

*特别声明:本文为技术类文章,禁止转载或大篇幅摘录!违规转载,法律必究。

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202111/17I70280550C409.shtml

文章标签: 前瞻技术
 
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