森萨塔科技：电动化发展浪潮下，传感器的创新与应用

森萨塔科技是迈向电动化世界和可持续未来的有力驱动者，帮助引领从乘用车到重型卡车、从工业基础设施到电网供电等各个领域的电动化转型。森萨塔科技深耕中国市场近30年，从研发到生产制造，再到供应链，全方位深度本土化，常州也是全球最大的研发中心，工程能力全面本土化，以便及时应对客户的各种需求。

2024年10月25日，在第十二届汽车与环境创新论坛上，森萨塔科技中国区工程总监周海宇谈到，在电动化与智能化发展浪潮下，汽车底盘线控化大势所趋。与传统液压制动系统相比，线控制动系统摆脱对真空助力的依赖，并具有响应时间短、体积小、重量轻、可扩展性强等优点。如今的线控制动拥有两条技术路线：EHB和EMB。EHB 保留液压系统，是目前主流，分为Two-box和One-box。EMB无液压系统，仅依靠线控制动，是未来发展方向。

周海宇 | 森萨塔科技中国区工程总监

以下为演讲内容整理：

关于森萨塔科技

森萨塔科技是一家专注于全球工业传感器的领先企业，总部坐落于美国的阿特波罗，历经百余年的不懈努力，我们已跃居传感器行业的领军地位。2023年，我们的销售额达到了40亿美元，全球员工总数达19,000人，运营据点横跨15个国家。

图源：森萨塔

公司始创于1916年，位于美国马萨诸塞州，最初专注于珠宝行业的金属饰件制造。1959年，我们被得州仪器收购，成为其传感器与控制器事业部的一部分。

森萨塔与中国的渊源可追溯至1992年，当时我们在北京设立了销售办事处。随后，1996年，我们在扬州宝应建立了生产基地，并在上海成立了亚太区营销总部。2004年，公司决定在常州投建另一生产基地。2006年，得州仪器将其传感器与控制器事业部出售给贝恩投资公司。经过四年的精心运营，公司于2010年在纽约证券交易所成功上市，并更名为森萨塔科技，标志着我们从得州仪器的一部分成长为独立运营的实体。

2014年，我们收购了舒瑞德胎压传感器公司，进一步增强了在汽车领域的布局。2015年，常州工厂实现量产。自2016年和2017年起，森萨塔敏锐洞察到电动化的不可逆转趋势，积极实施了一系列并购策略。我们与Cynergy3、PRECO等公司在雷达及自动驾驶领域展开合作，并整合了电流传感器及其他节能监控公司，极大地丰富了我们的电动化产品线。

目前，我们在中国拥有四个工厂，其中上海作为亚太区总部，负责整个区域的商务运营。常州工厂不仅是我们的最大生产基地，也是亚太乃至全球最大的研发中心。此外，1996年建立的扬州宝应工厂持续运营，2021年我们又在芜湖增设了新厂，专注于高压直流继电器的生产，目前年出货量已超过100万件。

从全球布局来看，我们在美洲、亚洲等地均设有运营机构，每年向全球市场供应11亿只传感器和控制器，销售办公室和技术支持团队遍布世界各地。

关于销售额构成，2023年我们实现了40亿美元的总收入，其中54%来自汽车行业，其余部分则涵盖重卡、航空航天及工业应用等领域。按区域划分，美国市场占比45%，中国及亚洲市场占29%，欧洲市场超过20%。

我们的员工队伍已达19,000人，生产车间遍布三大洲，拥有550条生产线，生产各类传感器和控制器。在11亿只产品中，包含了47,000种不同型号，以满足各种应用场景的需求。

在电动化布局方面，我们自2016年和2017年便已明确这一大趋势，并开始积极筹备。尽管汽车业务仍是我们的主要收入来源，但我们也涉足清洁能源、基础设施建设及工业应用等领域。我们的产品广泛应用于风电存储、充电桩等清洁能源领域，以及工业叉车等其他应用场景。

森萨塔部件在BEV及插混系统中的创新应用

谈及森萨塔部件在BEV中的应用，传统燃油车中我们的传感器应用已相当广泛，包括发动机、变速箱、尾气后处理等领域的压力传感器和温度传感器。随着纯电车市场份额的快速增长，预计将超过50%，我们也在积极调整策略以适应这一变化。

图源：森萨塔科技

对于底盘刹车系统，我们正从传统的真空助力系统向One-box、Two-box系统过渡，并探索通过电动助力结合液压控制轮胎压力的新方法。此外，我们还在研究零位移踏板传感器，旨在探索是否可以通过纯力量驱动刹车动作，而无需行程控制。

针对传统燃油车市场份额的减少，我们也在积极开发高压部件，包括快充组合继电器、快速切断开关、大功率接触器等，以弥补因燃油车市场缩减而可能带来的业务损失。

在插混系统应用方面，我们看到了新的机遇。插混系统不仅保留了传统的发动机、变速箱等部件，还融入了新的电池、电控及电驱系统。近期，宁德时代推出了专为插混设计的电池，续航里程达到400公里。这一突破性的进展有望改变“小电池大油箱”的传统结构。在400公里续航的加持下，插混车型在中国市场是否有望超越纯电车，值得我们共同期待。

在插混应用中，除了胎压监测和空调系统等常规应用外，我们还保留了发动机和变速箱等传统产品。尾气后处理等业务也将继续为我们的业务增长提供有力支持。

另有一点需着重强调，此乃我们所谓的零位移踏板传感器。在此方面，我们正开展预研性工作。当前，整个刹车系统仍依赖行程控制，无论是通过真空助力还是电动助力来实现刹车功能。然而，我们正与部分主机厂合作研究，探讨是否能够实现零位移刹车，即无需行程，仅凭力量驱动刹车动作，这也是我们当前致力于的工作方向。 

在插混应用中，胎压监测、空调应用等与我们其他车型相似，唯一的不同在于我们保留了发动机和变速箱等传统产品，以及尾气后处理系统。这些在业务上对我们有着极大的助益，尤其是在插混车型得到提升的情况下。

在自动系统中，最早采用的是真空助力+ESC系统，其中真空助力由发动机产生。然而，在电动化趋势下，发动机逐渐被淘汰，混动车型中虽仍保留，但并非始终工作，因此真空助力逐渐缺失。目前市场上的主流是EHB系统液压式线控，采用电动助力取代液压助力，但后续的ESC系统仍保持不变。

展望未来2025至2035年，我们预见EHB、One-box系统将被直接的机械式线控所取代。我们已与北美知名主机厂合作，共同开发直接式线控的自动系统。据专业机构研究，这将使响应时间从原来的430毫秒缩短至70毫秒，从而大幅提升刹车系统的安全性。另一方面，原有的刹车系统包含气路、液压路、泵等复杂机械结构，而这些将被一根简单的电线所取代。机械式线控将直接安装在轮子上，连接到各种控制端，实现云端到OTA的升级。

我们目前正在开发的是机械式线控EMB，从原来的测量液体压力转变为直接测量作用在刹车盘上的力，这是对我们原有传感器的创新，也是为了适应新技术迭代而进行的研究。

我们将传感器直接安装在卡钳上，当卡钳通过电驱动夹紧刹车盘时，传感器将直接反馈刹车盘上的力。未来在ABS策略调整或其他调整时，将很容易实现OTA升级。这一创新的关键在于，与测量液体或气体时压强各向一致不同，力的测量对传感器的要求更高，因为力稍有偏移，力的分量就会发生变化。因此，我们对整个力感模块进行了全新设计，与原有产品截然不同。同时，我们还对车载力感模块上的识别片进行了技术升级，以确保在保证精度的前提下及时提供力的响应。

此外，我们还有踏板力传感器。近年来，一些事故被归因于踏板被卡住，导致刹车失灵。我们正在与主机厂合作开展新项目，旨在通过直接测量力来驱动刹车动作。这将大幅降低反应时间至70毫秒或80毫秒，并显著提高容错概率，避免因刹车被卡住而无法踩下。

森萨塔在汽车空调热泵及高压器件中的技术突破

最后，我要提到我们在汽车空调热泵中的应用。如今，电动车的续航备受关注。经过市场调研发现，如果在汽车空调系统中采用热泵技术，可提高5%至10%的续航。此外，从传统的制冷剂到二氧化碳的转变也对环境更加友好，有助于推动更清洁的环境。目前，已有主机厂在研发以二氧化碳为媒介的热泵空调。

虽然这种技术既能增加续航又对环境友好，但对整个系统的要求也相应提高。传统空调系统的工作压力可能在50Bar左右，而二氧化碳热泵系统的工作压力可能达到150Bar同时，普通空调的工作温度为125度，而热泵空调中二氧化碳的工作温度则需达到165度。这对我们的电子元器件和密封器件提出了巨大的挑战。经过复杂的模拟计算和无数的DOE实验，我们最终推出了基于叶面片技术的温度和压力响应传感器。

随着热泵空调系统对工质精度的要求日益严格，其对压力精度的需求也随之提升。当前，我们要求在高温应用环境中，系统能够达到全量程0.41%的精度标准。这一成就的取得，有赖于我们产品所进行的一系列高阶运算，最终使得精度得以提升至0.41%。

图源：森萨塔

此外，我们的温压一体传感器能够最大限度地保护整个系统，有效防止过热和过压情况的发生，从而避免压缩机或其他管路可能遭受的损害。

我们的高效接触器产品已采用800V系统，这对各类能效产生了显著提升，但在800V的应用实践中，也发现了一些问题。尽管市场上已有800V的车辆，但800V的充电桩基础设施却相对匮乏，目前市场上的充电桩仍以400V为主。800V车辆若要在400V充电桩上充电，会面临不兼容的问题。目前，一些主机厂已推出800V与400V兼容的平台，既能在800V充电桩上充电，也能在400V充电桩上充电。其原理是通过两个400V电池包的串并联切换，实现800V与400V的转换。以往，这一过程需要三个高压继电器，通过电控系统来控制其开合顺序，以确保电压切换的顺利进行。 

现在，我们已将这三个继电器整合为一个高效继电器，并通过一系列优化措施，使产品的体积和能耗都达到了新的水平。该产品的工作原理是通过一个功能机构，推动软同排和硬同排上的触点接触或分离，从而控制电路的开合。

这一产品的显著优势是，相较于以往使用三个截流继电器进行控制的方式，它在电路或电信号出现偏差时，能有效避免电池包直接短路的风险。因为我们的产品采用机械硬连接，通过涡轮蜗杆驱动开合，从机械硬件层面杜绝了误开合的可能性，确保了系统的安全性。

此外，我们的接触电阻仅为现有接触器的一半，这意味着机电能耗将降低一半。同时，由于我们的产品不含线圈，因此没有额外的功耗。在尺寸和重量上，它相当于三个继电器的一半，成本上也具有一定的优势。我们认为，这款产品将成为未来800V平台以及400V与800V切换平台的首选产品。

在我们的产品布局中，高压器件部分包括接触器、熔断器、电流传感器等多种配套产品。我们已将这些产品进行垂直整合，目前正在为一些客户开发商用车用的高压分配单元。

高压分配单元具有多项优势，如支持兆瓦级充电、可达1000V的应用电压、持续载流能力达到2200A，以及具备70000A电流分段的能力。此高压分配单元不仅具备高压分配功能，还集成了充电和配电功能，包括大功率充电和电池包取电分配到主区、辅区，这是一个高度系统集成的产品。

（以上内容来自森萨塔科技中国区工程总监周海宇于2024年10月25日在第十二届汽车与环境论坛发表的《电动化发展浪潮下，传感器的创新与应用》主题演讲。）