NTC-termistorer og andre temperatursensorer (f.eks. termoelementer, RTD-er, digitale sensorer osv.) spiller en nøkkelrolle i det termiske styringssystemet til et elektrisk kjøretøy, og brukes hovedsakelig til sanntidsovervåking og temperaturkontroll for å sikre effektiv og sikker drift av kjøretøyet. Følgende er deres viktigste bruksscenarioer og roller.
1. Termisk håndtering av strømbatterier
- SøknadsscenarioTemperaturovervåking og balansering i batteripakker.
- Funksjoner:
- NTC-termistorerPå grunn av den lave kostnaden og den kompakte størrelsen, brukes ofte NTC-er på flere kritiske punkter i batterimoduler (f.eks. mellom celler, i nærheten av kjølevæskekanaler) for å overvåke lokale temperaturer i sanntid, og forhindre overoppheting fra overlading/utlading eller ytelsesforringelse ved lave temperaturer.
- Andre sensorerHøypresisjons-RTD-er eller digitale sensorer (f.eks. DS18B20) brukes i noen scenarier for å overvåke den generelle temperaturfordelingen i batteriet, noe som hjelper BMS (Battery Management System) med å optimalisere lade-/utladingsstrategier.
- SikkerhetsbeskyttelseUtløser kjølesystemer (væske-/luftkjøling) eller reduserer ladeeffekten ved unormale temperaturer (f.eks. forløpere til termisk runaway) for å redusere brannrisiko.
2. Kjøling av motor og kraftelektronikk
- SøknadsscenarioTemperaturovervåking av motorviklinger, omformere og DC-DC-omformere.
- Funksjoner:
- NTC-termistorerInnebygd i motorstatorer eller kraftelektronikkmoduler for raskt å reagere på temperaturendringer, og unngå effektivitetstap eller isolasjonsfeil på grunn av overoppheting.
- HøytemperatursensorerHøytemperaturområder (f.eks. nær silisiumkarbid-strømforsyninger) kan bruke robuste termoelementer (f.eks. type K) for pålitelighet under ekstreme forhold.
- Dynamisk kontroll: Justerer kjølevæskestrømmen eller viftehastigheten basert på temperaturtilbakemeldinger for å balansere kjøleeffektivitet og energiforbruk.
3. Termisk styring av ladesystemet
- SøknadsscenarioTemperaturovervåking under hurtiglading av batterier og ladegrensesnitt.
- Funksjoner:
- Overvåking av ladeportNTC-termistorer registrerer temperatur ved ladepluggens kontaktpunkter for å forhindre overoppheting forårsaket av for høy kontaktmotstand.
- Koordinering av batteritemperaturLadestasjoner kommuniserer med kjøretøyets BMS for å justere ladestrømmen dynamisk (f.eks. forvarming under kalde forhold eller strømbegrensning under høye temperaturer).
4. Varmepumpe, HVAC og klimakontroll i kupeen
- SøknadsscenarioKjøle-/oppvarmingssykluser i varmepumpesystemer og regulering av kupétemperatur.
- Funksjoner:
- NTC-termistorerOvervåk temperaturene på fordampere, kondensatorer og omgivelsesmiljøer for å optimalisere varmepumpens effektfaktor (COP).
- Trykk-temperatur hybridsensorerNoen systemer integrerer trykksensorer for indirekte å regulere kjølemiddelstrømmen og kompressoreffekten.
- BeboerkomfortMuliggjør sonebasert temperaturkontroll via flerpunkts tilbakemelding, noe som reduserer energiforbruket.
5. Andre kritiske systemer
- Innebygd lader (OBC)Overvåker temperaturen på strømkomponenter for å forhindre overbelastningsskader.
- Reduksjonsgir og girkasserOvervåker smøremiddeltemperaturen for å sikre effektivitet.
- Brenselcellesystemer(f.eks. i hydrogenbiler): Kontrollerer temperaturen i brenselcelleblokken for å unngå uttørking eller kondensering av membranen.
NTC vs. andre sensorer: Fordeler og begrensninger
Sensortype | Fordeler | Begrensninger | Typiske bruksområder |
---|---|---|---|
NTC-termistorer | Lav kostnad, rask respons, kompakt størrelse | Ikke-lineær utgang, krever kalibrering, begrenset temperaturområde | Batterimoduler, motorviklinger, ladeporter |
RTD-er (platina) | Høy presisjon, linearitet, langsiktig stabilitet | Høyere kostnad, tregere respons | Batteriovervåking med høy nøyaktighet |
Termoelementer | Høy temperaturtoleranse (opptil 1000 °C+), enkel design | Krever kompensasjon for kaldt punkt, svakt signal | Høytemperatursoner i kraftelektronikk |
Digitale sensorer | Direkte digital utgang, støyimmunitet | Høyere kostnad, begrenset båndbredde | Distribuert overvåking (f.eks. hytte) |
Fremtidige trender
- Smart integrasjonSensorer integrert med BMS og domenekontrollere for prediktiv termisk styring.
- MultiparameterfusjonKombinerer temperatur-, trykk- og fuktighetsdata for å optimalisere energieffektiviteten.
- Avanserte materialerTynnfilm-NTC-er, fiberoptiske sensorer for forbedret høytemperaturmotstand og EMI-immunitet.
Sammendrag
NTC-termistorer er mye brukt i termisk styring av elbiler for flerpunkts temperaturovervåking på grunn av deres kostnadseffektivitet og raske respons. Andre sensorer utfyller dem i høypresisjons- eller ekstreme miljøscenarier. Synergien deres sikrer batterisikkerhet, motoreffektivitet, komfort i kupeen og forlenget levetid for komponenter, og danner et kritisk grunnlag for pålitelig drift av elbiler.
Publisert: 06.03.2025