TDK开发出特殊耐高压温度传感器 提高EV安全性

电动汽车需要持续监控所有系统单元的温度。但由于电力较高，与对应发热处接触时会产生损耗。据外媒报道，日本TDK株式会社开发出一种用于连接器的特殊耐高压温度传感器。

（图片来源：TDK）

电动汽车（xEV）的高压电池标称电压高达1000 V，因此需要所有系统组件具有相应的耐高压能力。为通过逆变器和电机实现驱动功率远超100 kW，电流有时会接近100amp。这些高电流，连同线路和接触电阻，会导致不可忽视的功率损耗，进而引起热损耗。因为在PV = I2 x R计算中，电流是二次方，因此即使电阻很小，也会引起较大损耗，从而导致可能出现临界值的发热。

因此，必须对xEV中的关键接触点（例如电池和电机逆变器之间的连接器）进行热监控。如果即将发生过热，则可以及时调节电流。启动电流降额的基于NTC 的温度传感器适用于监控关键点的温度。图1展示了控制原理。

（图片来源：TDK）

电动汽车对NTC温度传感器的开发和设计提出了全新的要求——尤其是在高压系统中的集成。具体要求包括：耐高压；响应时间短；耐高温；高精确度；可以直接集成到连接器中。

目前的挑战是需要找到一种具有高电绝缘性能和高导热性的材料，从而能够设计集成至NTC元件中。此外，该材料还需要耐高温。实验证明，由特殊陶瓷制成的套管非常合适，并集成了传感器元件。图2所示为使用上述方式开发的温度传感器。

（图片来源：TDK）

用于集成到连接器中的新型温度传感器的设计。通过使用集成NTC元件的陶瓷套管，可以实现所需的高耐压性，且响应时间较短。

多项测试证明，新开发的TDK温度传感器满足要求。高压测试表明，传感头的介电强度为5 kV DC，显著超过1 kV DC的系统电压，实现所需的短响应时间。这一点对于在突然过热的情况下及时启动降额特别重要。在此，在典型安装情况下确定的τ值（63%）明显小于10秒。允许的温度范围为-40 °C至+150 °C，允许短期暴露于180 °C环境下。

传感器的精度也是非常重要，只有当精度足够高时，才能及时且同时不会过早地启动降额。使用新传感器时，25 °C下的最大偏差为±0.2 K，电阻值R25为10 kΩ，容差为1%。传感器的上部塑料部分的设计可根据客户的要求，允许多种安装选项，例如热缩或夹住。

总而言之，新型传感器具有良好的电、热和机械值，有助于使电动汽车更安全、更高效。