应用于汽车行业的新传感器的特点及使用

在加利福尼亚高速公路上注册使用自动驾驶汽车时，难道有多少针对汽车应用的新型传感器正在爆炸式增长？传感器产品的增长和传感器技术的进步不仅仅是朝着无人驾驶的方向发展，而且对于为OEM和一级供应商创建大量新的安全和信息娱乐产品至关重要。

今天的车辆是依赖于高度复杂的电子控制系统在各种传感器上收集和提供关键数据，包括汽车性能，安全性，舒适性和便利性。传感器成本仍然是选择标准中的一个重要因素，如果要实现大量生产，就要着眼于降低价格标签。在大多数情况下，传感器使用完全支持给定的车辆功能然而，在某些情况下，它们是在新设计的车辆中实现消费者愿望清单功能的差异化因素。

本文将介绍新传感器及其应用的代表性样本，以及它们的使用将如何快速影响改变汽车行业

从电池管理到稳定控制

宝马刚刚宣布它正在使用集成汽车传感器接口的AMS AG AS8510，以确保其“i3”系列中的电池电压和电流测量极其准确。电动汽车（EV）。目前批量生产的i3型号包括电池传感器中的AS8510。关键的电池管理系统（BMS）监控400 V锂离子电池的电压和电流，为汽车的电动机提供动力，并确保车辆电池系统的功能安全.AS8510提供的精确测量（图1）使BMS可以高精度地计算锂离子电池的充电状态（SOC）。在电池完全放电之前，驾驶员可以准确估算车辆的行程范围。

BMS中的传感器系统能够测量电流，精度仅为±0.5％，电压精度优于±0.1％在AS8510的整个工作温度范围内（-40°C至+ 125°C）及其使用寿命。 AS8510的特性包括零偏移架构，低噪声，高线性度，多通道架构和低漂移。

图1：ams AS8510非常适合基于分流器电池。宝马刚刚宣布将其集成到i3电动车系列中。

AS8510提供集成数据采集前端，其中包括两个独立的16位Σ-ΔADC。在几个毫安到1 kA的范围内测量一个通道中分流电阻的电流，它通过串行外设接口提供数字输出。通过第二个通道，它可以与当前样本同时捕获三个不同的电压源。 AS8510完全符合AEC-Q100标准。该设备支持汽车制造商的功能安全合规性工作，符合ISO26262标准的要求。

Allegro Microsystems A1468优化的霍尔效应传感IC为数字环形磁铁传感提供了极具吸引力的解决方案，或者与磁铁，三线应用中的铁磁目标传感。该器件（图2）非常适合在基于环形磁铁的速度，位置和定时应用中获得速度和占空比信息，例如在速度表中。小型器件封装可以很容易地组装成应用，以与各种目标形状和尺寸结合使用。它采用双霍尔效应元件，间距为2.2 mm，信号处理可根据环形磁极产生的差分磁信号进行切换。

图2：Allegro A1468为速度计等三线应用中的数字环形磁铁传感或铁磁目标传感提供解决方案。

复杂的数字电路可减少系统偏移，校准气隙增益，独立开关点，并通过峰值检测算法进行零速操作。信号优化通过组合偏移和增益调整在上电时发生，并且在整个操作过程中通过运行模式校准进行维护，该校准可以抵抗诸如目标的微振荡或突然的气隙变化等环境影响。 》值得考虑用于气候控制，除雾控制以及防止冷凝的系统的部件是Amphenol Advanced Sensors的ChipCap 2-SIP CC2D23，这是一种单列直插式封装类型的ChipCap，具有已安装的V-Core电容器方便快捷的应用。它是一种先进且具有成本效益的湿度和温度传感器，带有电容聚合物芯片和CMOS集成电路，EEPROM集成在一个嵌入式系统中。

该器件经过单独校准和测试，从20％到80％执行±2％相对湿度（在整个湿度范围内±3％），既简单又随时可用，无需进一步校准或温度补偿。除校准和温度补偿外，还包括数字（I²C）输出，精度和精度（±2％RH，±0.3°C，14位），自由工作电压（最小2.3 V至最大5.5 V） ，低电流消耗。

针对具有高稳定性和可靠性要求的汽车应用，如电子稳定控制（ESC），发动机振动测量，悬架调整和防翻滚，Murata Electronics SCA610-E23H1A Single带模拟接口的轴加速度计（图3）由硅块微机械传感元件芯片和信号调理ASIC组成。芯片安装在预先模制的封装上，并通过导线连接到触点上。

图3：SCA610-E23H1A加速度计的功能框图。 Murata加速度计基于该公司专有的3D MEMS技术。

传感元件和测量ASIC采用双列直插或双扁平线塑料封装，带有用于表面贴装和重新定位的引脚流焊。它们采用硅胶环保，在潮湿环境和温度循环下具有出色的性能和可靠性。它们即使在恶劣和振动的环境中也能保持性能，并包括增强的故障检测：数字激活自检，校准存储器奇偶校验或总和检查以及连续故障检测。总之，汽车是变化最快的之一传感器市场细分。传感器包括安全和驾驶辅助，电机控制和顶级通信应用;基于传感器的进步和传感器集成，车辆中几乎每个系统都在升级。我们简要介绍了一些最近可供设计工程师使用的汽车传感器。