汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)傳感器的案例
技術(shù)探秘 | 自動(dòng)駕駛汽車傳感器融合系統(tǒng)，及多傳感器數(shù)據(jù)融合算法淺析
自動(dòng)泊車、公路巡航控制和自動(dòng)緊急制動(dòng)等自動(dòng)駕駛汽車功能在很大程度上是依靠傳感器來實(shí)現(xiàn)的。重要的不僅僅是傳感器的數(shù)量或種類，它們的使用方式也同樣重要。目前，大多數(shù)路面上行駛車輛內(nèi)的ADAS都是獨(dú)立工作的，這意味著它們彼此之間幾乎不交換信息。只有把多個(gè)傳感器信息融合起來，才是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。
現(xiàn)在路面上的很多汽車，甚至是展廳內(nèi)的很多新車，內(nèi)部都配備有基于攝像頭、雷達(dá)、超聲波或LIDAR等不同傳感器的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）。
這些系統(tǒng)的數(shù)量將會(huì)隨著新法案的通過而不斷增加，例如在美國(guó)，就有強(qiáng)制要求安裝后視攝像頭的法案。此外，諸如車險(xiǎn)打折優(yōu)惠和美國(guó)公路交通安全管理局（NHTSA）、歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)（Euro-NCAP）等機(jī)構(gòu)做出的汽車安全評(píng)級(jí)正在使某些系統(tǒng)成為汽車的強(qiáng)制功能；另一方面，這也助長(zhǎng)了消費(fèi)者對(duì)它們的需求。
諸如自動(dòng)泊車、公路巡航控制和自動(dòng)緊急制動(dòng)的自動(dòng)駕駛汽車功能也在很大程度上依靠傳感器來實(shí)現(xiàn)。重要的不僅僅是傳感器的數(shù)量或種類，它們的使用方式也同樣重要。目前，大多數(shù)路面上行駛車輛內(nèi)的ADAS都是獨(dú)立工作的，這意味著它們彼此之間幾乎不交換信息。（沒錯(cuò)，某些高端車輛具有非常先進(jìn)的自動(dòng)駕駛功能，不過這些功能還未普及）。后視攝像頭、環(huán)視系統(tǒng)、雷達(dá)和前方攝像頭都有它們各自的用途。通過將這些獨(dú)立的系統(tǒng)添加到車輛當(dāng)中，可以為駕駛員提供更多信息，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能。不過，你還可以突破限制，實(shí)現(xiàn)更多功能——參見圖1。
圖1：ADAS以汽車內(nèi)單個(gè)、獨(dú)立的功能存在。
傳感器融合
僅僅通過多次使用相同種類的傳感器無法克服每種傳感器的缺點(diǎn)。反之，我們需要將來自不同種類傳感器的信息組合在一起。工作在可見光譜范圍內(nèi)的攝像頭CMOS芯片在濃霧、下雨、刺眼陽(yáng)光和光照不足的情況下會(huì)遇到麻煩。而雷達(dá)缺少目前成像傳感器所具有的高分辨率。
展開 新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）中傳感器技術(shù)應(yīng)用
常用的有3類：地環(huán)外殼NTC溫度傳感器，俗稱“地環(huán)型”；環(huán)氧樹脂封裝NTC溫度傳感器，俗稱“水滴頭”、“小黑頭”；薄膜NTC溫度傳感器。
2.2.2HTW濕度傳感器
濕度傳感器就是一種把環(huán)境濕度量轉(zhuǎn)變成能夠被電信號(hào)標(biāo)記的設(shè)備或者裝置，常見的濕度傳感器測(cè)量的量為相對(duì)濕度。現(xiàn)在新能源電動(dòng)汽車BMS常用的濕度傳感器有電阻式濕敏元件和電容式濕敏元件。其原理是在基片上涂敷一層用感濕材料膜，環(huán)境中水蒸氣吸附在膜上時(shí)，元件電阻率、電阻值會(huì)變化，就能測(cè)出濕度。
HTW-211是引進(jìn)國(guó)外的高精度濕度測(cè)量傳感器模塊，是基于HumiChip的精確且可靠的濕度測(cè)量傳感器。濕度因素在新能源電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)中尤為難以捕捉，但對(duì)于電池的性能、壽命影響巨大。對(duì)傳感器的濕度輸出予以溫度補(bǔ)償，得到線性電壓，輸入到帶有ADC的新能源電動(dòng)汽車的BMS當(dāng)中。
2.3電壓傳感器
電動(dòng)汽車供電系統(tǒng)的電池組由幾百個(gè)串聯(lián)電芯聯(lián)通，故而測(cè)量電壓的通道需求較大。串聯(lián)電池組為累計(jì)電壓，但單個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)并不相同，不能簡(jiǎn)單采用單向補(bǔ)償法消去誤差。電池電壓采集需要高精度，達(dá)到1mV，而目前采集精度僅有5mV。
電壓傳感器能夠讓被測(cè)電池電壓轉(zhuǎn)換成可輸出信號(hào)的傳感器，新能源電動(dòng)汽車用的電致發(fā)光效應(yīng)電壓傳感器是測(cè)量發(fā)光材料在被測(cè)電壓發(fā)光強(qiáng)度情況來獲得被測(cè)電壓有效數(shù)值。同傳統(tǒng)的光學(xué)電壓傳感器相比，基于電致發(fā)光效應(yīng)的電壓傳感器將不再用載波光源，一方面消除載波光源測(cè)量的不穩(wěn)定性，另一方面也對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化、降低生產(chǎn)成本。
2.4位置傳感器
BMS中的位置傳感器是一項(xiàng)《電池溫控管理系統(tǒng)及電動(dòng)汽車》實(shí)用新型專利當(dāng)中提到的，目前在新能源電動(dòng)汽車中尚未廣泛應(yīng)用。
展開 用于電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)中的高精度溫濕度傳感器
電流測(cè)量手段主要分兩種智能分流器或霍爾電流傳感器。由于電池系統(tǒng)需要處理的電流數(shù)值，往往瞬時(shí)很大，比如車輛加速所需要的放電電流和能量回收時(shí)候的充電電流，因此評(píng)估測(cè)量電池包的輸出電流(放電)和輸入電流(充電)的量程和精度，這是一件需要仔細(xì)檢查的工作。電流是引起單體溫度變化的主要原因，作用在內(nèi)阻和化學(xué)發(fā)熱一起構(gòu)成了電池發(fā)熱；電流變化的時(shí)候也會(huì)引起電壓的變化，與時(shí)間一起，這三項(xiàng)是核算電池狀態(tài)的必備元素。
電池包內(nèi)一般有多個(gè)繼電器，電池管理系統(tǒng)至少要完成對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)供給和狀態(tài)檢測(cè)，繼電器控制往往是和整車控制器協(xié)調(diào)后確認(rèn)控制器，而安全氣囊控制器輸出的碰撞信號(hào)一般與繼電器控制器斷開直接掛鉤。電池包內(nèi)繼電器一般有主正、主負(fù)、預(yù)充繼電器和充電繼電器，在電池包外還有獨(dú)立的配電盒對(duì)整個(gè)電流分配做個(gè)更細(xì)致的保護(hù)。對(duì)電池包的繼電器控制，閉合、斷開的狀態(tài)以及開關(guān)的順序都很重要。
如前所述，電池的化學(xué)性能受環(huán)境的溫度影響非常大，為了保證電池的使用壽命必須讓電池工作在合理的溫度范圍之內(nèi)，并根據(jù)不同的溫度給整車控制器得出其所能輸出和輸入的最大功率。對(duì)于電池系統(tǒng)的溫度控制主要用到CFD仿真分析，如前所述的溫度傳感器這一單元，如何使用最少的傳感器來有效的監(jiān)測(cè)整個(gè)電池包的溫度分布，并將監(jiān)測(cè)信息反饋給電池管理系統(tǒng)和整個(gè)電池溫度管理系統(tǒng)。
最后推薦一款由工采網(wǎng)從國(guó)外引進(jìn)的高質(zhì)量溫濕度傳感器，高精度濕度測(cè)量傳感器模塊 - HTW-211，HTW-211是基于HumiChip?的精確可靠的濕度測(cè)量傳感器。傳感器的濕度輸出已經(jīng)溫度補(bǔ)償，并且是線性電壓，可直接連接帶ADC輸入的微計(jì)算機(jī)。特別設(shè)計(jì)的成型封裝和涂層材料能夠確保即使在嚴(yán)苛環(huán)境下的耐受性和可靠性。
展開 甲烷傳感器TGS8410在天然氣汽車氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
三、TGS8410在天然氣汽車氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
在天然氣汽車氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中，TGS8410甲烷傳感器被廣泛應(yīng)用于傳感器模塊中。通過其高靈敏度和高選擇性的檢測(cè)性能，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)天然氣汽車中的甲烷氣體濃度。一旦檢測(cè)到異常濃度的氣體，傳感器會(huì)立即發(fā)送信號(hào)給控制模塊。控制模塊在接收到信號(hào)后，會(huì)對(duì)氣體泄漏進(jìn)行判斷，并發(fā)出相應(yīng)的指令。顯示模塊會(huì)實(shí)時(shí)顯示氣體濃度等信息，方便駕駛員監(jiān)控氣體泄漏情況。而報(bào)警模塊在控制模塊判斷為氣體泄漏時(shí)，會(huì)通過聲音、光線等方式向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒駕駛員及時(shí)采取措施。
四、總結(jié)
綜上所述，甲烷傳感器TGS8410在天然氣汽車氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其低功耗、高靈敏度、高選擇性和優(yōu)良的耐久性與穩(wěn)定性使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)天然氣汽車中甲烷氣體濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確判斷。這不僅提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性也為天然氣汽車的廣泛應(yīng)用提供了有力的技術(shù)保障。
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