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用于新能源汽车测试评价的传感器
2018-07-17 10:36:58· 来源：中国汽研新能源汽车测试评价
新能源汽车测试评价的重要前提是获取整车数据的准确性。在整车环境传感器及设备安装的可行性评估基础上，对需要的传感器进行分类挑选。本文介绍了新能源汽车测试评价过程中主要应用的一些传感器。
新能源汽车测试评价的重要前提是获取整车数据的准确性。在整车环境传感器及设备安装的可行性评估基础上，对需要的传感器进行分类挑选。本文介绍了新能源汽车测试评价过程中主要应用的一些传感器。
1、扭矩传感器
图1、管状滑环半轴扭矩传感器及布置
管状滑环扭矩传感器由滑环转子（旋转）、滑环定子（不旋转）以及轴类传感器组成。管状滑环安装在半轴上，安装前需要了解半轴周围空间尺寸，确认是否可以安装，避免出现干涉。该结构简单、故障率低，使用寿命约20万公里。
图2、轴端滑环半轴扭矩传感器及布置
轴端滑环扭矩传感器一般由滑环固定杆、滑环、车轮适配器等组成。轴端滑环安装在车轮侧面，半轴信号通过半轴轴端引入滑环，车轮适配器通过特殊螺栓固定在原始车轮螺栓上。该结构可以内置热电偶和应变信号放大器，可以测量车轮载荷。国内应用较为广泛。
图3 遥测半轴扭矩传感器及布置
遥测半轴扭矩传感器特点为具有感应发电的半环遥测机，半环内包含发射机和次级线圈，对应的初级线圈需要在汽车底盘找位置固定，需要固定底座。该结构的优势是可以连续24小时工作，但故障率相对较高。使用该方案的用户相对较少。
图4 电池供电的遥测半轴扭矩传感器及布置
该类传感器与前一个相似，但由于采用电池供电，适用范围较窄。例如在寒区试验场的低温条件下，电池仅能工作不到1个小时，且故障率相对较高，不能防水，加工夹具困难。该方案的使用用户较少。
2、交流功率测试仪
图5、交流功率测试仪的测量示例
交流功率测试仪采用1通道~6通道的构成，是可支持单相~三相4线2系统同时测量的各种测量线路的功率测试仪。可用于高效化变频电机的开发和评价，用于燃料电池等新能源的开发评估，用于无线供电或DC/DC转换器内部的高频功率测量等。同时支持多种电流传感器，能够高速采集并复制数据传输。在新能源汽车测试评价中一般用于整车能量流及电机效率测试，特别是直/交和交/直转换效率，是整车能效提升的重要参考数据。
3、电压/电流传感器
图6、电压传感器及布置
图7、电流传感器及布置
电压/电流传感器主要用来测量动力电池、12V电池、电动压缩机、PTC加热器、DCDC等工作电压/电流，是计算直流电功率的重要信号。在纯电动和混合动力汽车上，直流电功率作为能量流效率分析的一环，是能效提升的重要参考数据。电流传感器常用的均是霍尔型传感器，由于需要串入电路中，在某些情况下可能需要改变原车高压线路；电流钳型传感器安装方便，但精度不高。
4、液压传感器
图8、液压传感器及布置
液压传感器是用来测量制动分泵处的制动液压力，该信号可用于分析制动过程中电液制动的协调关系。
5、温度传感器
图9、温度传感器及布置
温度传感器是用来测量发动机、电机及电机控制系统及动力电池系统的工作温度，用来分析温度对各子系统的影响，还用于热管理策略解析。目前使用较多的为K型热电偶。
6、油耗分析仪
图10、油耗分析仪组成
油耗仪主要用来测定发动机燃油消耗量，作为混合动力汽车燃油经济性的评价指标之一。需要根据车辆燃油系统供给形式、燃油类型选择测试系统安装部件。
7、总结
用于新能源汽车测试评价的传感器及设备虽用途不一，但最关键的是，根据每辆车的特征，正确选择传感器的量程和精度。这是获取数据准确性的决定性因素。因此资源的合理化运用，例如在试验准备阶段事先进行样车摸底是一种提高测评可靠性的必要工作。
1、扭矩传感器
图1、管状滑环半轴扭矩传感器及布置
管状滑环扭矩传感器由滑环转子（旋转）、滑环定子（不旋转）以及轴类传感器组成。管状滑环安装在半轴上，安装前需要了解半轴周围空间尺寸，确认是否可以安装，避免出现干涉。该结构简单、故障率低，使用寿命约20万公里。
图2、轴端滑环半轴扭矩传感器及布置
轴端滑环扭矩传感器一般由滑环固定杆、滑环、车轮适配器等组成。轴端滑环安装在车轮侧面，半轴信号通过半轴轴端引入滑环，车轮适配器通过特殊螺栓固定在原始车轮螺栓上。该结构可以内置热电偶和应变信号放大器，可以测量车轮载荷。国内应用较为广泛。
图3 遥测半轴扭矩传感器及布置
遥测半轴扭矩传感器特点为具有感应发电的半环遥测机，半环内包含发射机和次级线圈，对应的初级线圈需要在汽车底盘找位置固定，需要固定底座。该结构的优势是可以连续24小时工作，但故障率相对较高。使用该方案的用户相对较少。
图4 电池供电的遥测半轴扭矩传感器及布置
该类传感器与前一个相似，但由于采用电池供电，适用范围较窄。例如在寒区试验场的低温条件下，电池仅能工作不到1个小时，且故障率相对较高，不能防水，加工夹具困难。该方案的使用用户较少。
2、交流功率测试仪
图5、交流功率测试仪的测量示例
交流功率测试仪采用1通道~6通道的构成，是可支持单相~三相4线2系统同时测量的各种测量线路的功率测试仪。可用于高效化变频电机的开发和评价，用于燃料电池等新能源的开发评估，用于无线供电或DC/DC转换器内部的高频功率测量等。同时支持多种电流传感器，能够高速采集并复制数据传输。在新能源汽车测试评价中一般用于整车能量流及电机效率测试，特别是直/交和交/直转换效率，是整车能效提升的重要参考数据。
3、电压/电流传感器
图6、电压传感器及布置
图7、电流传感器及布置
电压/电流传感器主要用来测量动力电池、12V电池、电动压缩机、PTC加热器、DCDC等工作电压/电流，是计算直流电功率的重要信号。在纯电动和混合动力汽车上，直流电功率作为能量流效率分析的一环，是能效提升的重要参考数据。电流传感器常用的均是霍尔型传感器，由于需要串入电路中，在某些情况下可能需要改变原车高压线路；电流钳型传感器安装方便，但精度不高。
4、液压传感器
图8、液压传感器及布置
液压传感器是用来测量制动分泵处的制动液压力，该信号可用于分析制动过程中电液制动的协调关系。
5、温度传感器
图9、温度传感器及布置
温度传感器是用来测量发动机、电机及电机控制系统及动力电池系统的工作温度，用来分析温度对各子系统的影响，还用于热管理策略解析。目前使用较多的为K型热电偶。
6、油耗分析仪
图10、油耗分析仪组成
油耗仪主要用来测定发动机燃油消耗量，作为混合动力汽车燃油经济性的评价指标之一。需要根据车辆燃油系统供给形式、燃油类型选择测试系统安装部件。
7、总结
用于新能源汽车测试评价的传感器及设备虽用途不一，但最关键的是，根据每辆车的特征，正确选择传感器的量程和精度。这是获取数据准确性的决定性因素。因此资源的合理化运用，例如在试验准备阶段事先进行样车摸底是一种提高测评可靠性的必要工作。
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