森萨塔科技：压力温度传感器在新能源汽车热管理系统中的应用

2024年6月25日，在第二届热管理论坛上，森萨塔科技市场产品经理李章春表示，随着新能源汽车市场的快速发展，热管理系统对于保障整车安全性、能耗及动力输出至关重要。

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李章春坦言，森萨塔科技专注于提供高效、可靠的压力和温度集成传感器，其产品在热管理系统、储能温控系统以及氢燃料电池等多个领域得到广泛应用。随着技术的不断进步，森萨塔科技将继续致力于提供创新解决方案，以应对新能源汽车热管理领域的挑战，为新能源汽车的可持续发展贡献力量。

李章春 | 森萨塔科技市场产品经理

以下为演讲内容整理：

新能源系统传感器应用简介

下图是新能源车热管理循环及主要传感器产品的简易图，我们主要做的是压力和压力温度集成领域的传感器，在整个系统中，还会涉及到流量、温度传感器、PT传感器、单压力传感器等。右边的两个图分别是Model Y热管理和大众CO2热泵，上面使用了3个PT传感器，下面使用了5个PT传感器。

图源：森萨塔科技

近年来，储能技术受到了广泛关注。储能温控系统方面中，核心部分类似于一个集装箱式的电池系统。在其中部署了多种传感器。目前，我们的团队已经在该领域开展了一系列工作，涵盖了电池包内部及其相关配件的系统设计。热管理层面，液冷系统需要多个压力及压力温度传感器，并发挥着关键作用。储能领域与新能源领域虽有一定的关联，但在技术要求上存在差异，特别是在EMC和耐交流电压方面，如500VAC 和1800VAC 的要求就有所不同。因此储能温控系统的传感器设计需要综合考虑家用和工业变频空调以及传统整车空调系统的特点，这使得储能系统的传感器与新能源汽车中的传感器在设计和应用上存在一定的差异。

近年来，我们一直在深入研究并致力于商用氢燃料电池传感器解决方案的开发，涉及从储氢瓶到电堆的整套系统，实际应用中需要部署多种传感器，这些传感器的工作压力范围十分广泛。对此，我们提供了一整套解决方案，包括采用不同技术路线来应对氢燃料电池相关的需求。我们已经为电堆制造商、主机厂以及商用车领域提供了大量的传感器，这些传感器已经处于批量生产状态。

热管理中的传感器关键技术探讨

在新能源车热管理系统中，传感器的分布是复杂而精细的。它们不仅保护电动压缩机，还广泛分布于乘员舱、电池冷却系统以及座椅加热等多个环节，各自扮演着不同的角色。值得注意的是，每一家主机厂或系统商在选用传感器时，特别是采用P+T技术路线的传感器时，都有其独特的考量。在燃油车中，可能仅使用一个单压力传感器就能满足需求，但在热管理系统中，已经开始广泛使用两到三个PT传感器。这是因为随着技术的进步和系统的复杂化，对温度与压力的监控需求也日益增长。这种变化不仅体现在传感器的数量上，更体现在其集成模块和整个系统的管路设计上。

下图的技术路线专注于传统冷媒系统的应用，该传感器基于陶瓷电容原理工作，结构由上下两层陶瓷组成，中间部分采用镀金设计。当外部压力作用于薄片时，下层的陶瓷会发生形变，进而引起电容值的变化。这一变化通过专用的调理芯片进行转化，从而实现对压力的精确测量。

图源：森萨塔科技

在输出信号方面，我们已成熟应用模拟信号，特别是在新能源领域，电压信号是主流选择。此外，我们也提供LIN输出和SENT等其他类型的信号，以满足不同客户的多样化需求。压力上，我们的传感器可以覆盖从11Bar到35 Bar，甚至达到47Bar的区间，目前已有客户将47应用于类似于410A或407的热管理系统中。

未来热管理系统传感器解决方案

我们目前正在开发二氧化碳PT传感器。众所周知，欧盟对于涉及到材料的PFAS禁止使用已设定了明确的禁止时间表，欧洲各大主机厂和主流客户都在集中研发二氧化碳热泵系统，以作为未来可能的替代方案。针对这一趋势，我们实际上在十几年前就已经开始了二氧化碳传感器的开发工作。在1234YF制冷剂尚未问世之前，戴姆勒等公司就已经考虑将二氧化碳作为汽车的冷媒系统。近年来，随着替代和禁止政策的实施，二氧化碳作为制冷剂的关注度显著上升。在过去的两三年中，我们持续与客户需求进行匹配，不断完善和优化二氧化碳PT传感器的设计和性能。

图源：森萨塔科技

对此，我们采用了另一种传感器技术。该技术基于压力作用在金属腔体上引起的形变，进而将形变通过惠斯通电桥转换为压力信号。传感器内部集成了芯片，通过LIN输出方式，以满足不同客户的需求。目前，我们的传感器产品涵盖了高中低三种不同的压力范围，这些传感器均在我们本土进行开发，我们完全有能力支持国内外所有客户的需求。

在当前的热管理领域中，功能安全未来可能涉及到空调系统，更涵盖了电池的热管理和电池热逃逸等重要方面。鉴于这些应用场景的复杂性和关键性，我们的传感器在电池冷却系统中扮演着至关重要的角色。对于未来是否将传感器纳入功能安全的布局中，我们正在与客户进行深入的对接和研究。这一决策不仅基于技术层面的考量，更受到相关法规的影响。如果未来有相关的法规出台，将传感器定义为重要的安全件，我们将积极响应并采取相应的布局策略。

据2022年数据显示，功能安全领域中涉及了众多传感器，其中许多被广泛应用于新能源汽车中。这些传感器包括制动压力传感器、电机位置传感器以及变速箱传感器等。对于未来的PT传感器，尽管目前行业对其是否将成为安全件尚无明确共识，但我们已着手进行相关准备和研究。芯片的功能安全要求是当前行业面临的一个新挑战，同时也是一个崭新的发展机遇。

森萨塔科技介绍

森萨塔科技是一家在全球范围内做零部件的公司，主要涉及传感器和保护器。我们源自1959年德州仪器旗下的传感器与保护器事业部，并于2004年独立成为森萨塔公司，2006年在纳斯达克成功上市。至今，森萨塔在中国已有超过20年的发展历程。

森萨塔在全球范围内拥有广泛的布局，主要分为亚洲、欧洲和美国三大业务及技术中心。在亚洲，亚太地区的总部设在上海，技术中心位于江苏常州，负责对接包括日韩、印度、马来西亚及东南亚在内的亚太各国业务。

我们的业务涵盖多个领域，包括航空航天、乘用车、商用车及非道路、工业领域以及家电行业等，均可见到森萨塔传感器的身影。鉴于市场的广泛性和多样性，特别是在工业和新能源领域，森萨塔除了传统的传感器业务外，还积极寻求新的业务布局和增长点。

（以上内容来自森萨塔科技市场产品经理李章春于2024年6月25日在第二届新能源汽车热管理论坛发表的《压力温度传感器在新能源汽车热管理系统中的应用》主题演讲。）

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