Sensores para Nova Mobilidade

May 09, 2023

À medida que as montadoras se afastam do motor de combustão interna (ICE) em direção a designs híbridos e movidos a bateria (xEVs), a esfera de implantação que os sensores ocupam nesses designs está se expandindo. De acordo com a IHS Markit, o número de modelos xEV distintos provavelmente aumentará do número atual de cerca de 335 para 800 até 2030. Legislação, incentivos governamentais e infraestruturas de carregamento aprimoradas fornecem estímulo adicional. As montadoras devem estabelecer parcerias industriais em um prazo relativamente curto para incorporar com sucesso essas novas tecnologias de sensores em seus projetos. O portfólio de sensores unificados da TDK oferece um conjunto abrangente de sensores perfeitamente adequados para aplicações automotivas. O portfólio abrange os requisitos ICE tradicionais e xEV expandidos. Esses incluem:

Dentro de um veículo, existem mecanismos de feedback de circuito fechado para monitorar e controlar processos mecânicos, eletrônicos ou eletromecânicos. O sensor, ou uma combinação de sensores, produz a entrada para tais sistemas, fornecendo dados relacionados ao processo que está monitorando. Esses dados podem estar na forma de dados rotacionais no caso de rodas, eixos e motores, por exemplo. Outros sistemas de feedback dentro de um veículo controlam a temperatura, o fluxo de corrente e a pressão. Aqui, sensores específicos ou combinações de sensores (fusão de sensores) fornecem os dados de medição relevantes.

Sensores TMR Os sensores de magnetorresistência de túnel (TMR) têm múltiplas aplicações dentro de um veículo. Eles podem ser usados ​​para detectar o torque ou ângulo do volante, posição do motor/eixo, sistemas de frenagem 'eCaliper' e atuação do limpador. A série TAS de sensores TMR apresenta alta saída, baixo consumo de energia, boa precisão angular e desvios de baixa temperatura. O elemento TMR é composto por três camadas: Uma camada magnética fixa e uma camada livre, separadas por uma camada de barreira (feita de um isolante fino). A magnetização da camada livre muda com o campo magnético externo a que está exposta. Quando o campo magnético das duas camadas está alinhado, a resistência elétrica do elemento é baixa. Por outro lado, a resistência é alta quando o campo magnético das duas camadas está em oposição.

Sensores Hall Os sensores Hall detectam as diferenças de tensão resultantes que fluem dentro de um semicondutor quando um campo magnético é aplicado perpendicularmente a ele. Desta forma, o interruptor Hall compara a intensidade do campo magnético medida com um nível predefinido ou um nível programável no sensor. Uma vez ultrapassado este nível (o ponto de comutação), a saída do sensor muda. A TDK oferece opções programáveis ​​e fixas dentro de suas famílias de interruptores Hall. Os interruptores Hall podem ser usados, em combinação com um imã permanente, para medir indiretamente variáveis ​​como rotação, velocidade, distância, pressão, ângulo e níveis de fluido. A tecnologia de célula de pixel 3D HAL® da TDK é o núcleo dos sensores de ângulo direto HAL 39xy para medição de campo magnético multidimensional. Esses sensores medem com precisão os campos magnéticos, sendo insensíveis a campos dispersos. O conceito único é baseado em uma variedade de pratos Hall. Os sensores de posição 3D programáveis ​​HAL 3930, por exemplo, apresentam uma interface PWM/SENT ou SPI integrada.

O gerenciamento térmico de baterias, circuitos de carga e componentes do trem de força em xEVs é um excelente exemplo da esfera expandida na qual os sensores desempenham um papel fundamental. Para o alcance máximo dos veículos elétricos, os componentes críticos do trem de força precisam operar em diferentes faixas de temperatura. A bateria requer temperaturas muito mais baixas do que o inversor de energia, enquanto os ímãs no motor perdem sua força quando está quente. Para resfriamento, até oito válvulas eletrônicas controladas por barramento LIN direcionam o líquido de resfriamento para esses componentes. Essas válvulas podem ser controladas pelos controladores de motor embutidos HVC 4223F junto com os sensores de posição 3D HAL 3930. Enquanto o HVC 4223F aciona diretamente os motores do atuador, o HAL 3900 fornece feedback de posição para fechar o circuito de controle.