广东犸力非接触扭矩传感器 新能源汽车制动系统扭矩监测保障安全

在新能源汽车的制动系统中,对扭矩的精确监测是一项直接影响车辆安全与性能的关键技术。扭矩,即旋转力,在制动过程中表现为制动卡钳作用于刹车盘的力矩,其大小与变化直接决定了制动的效果与车辆的动态响应。传统的扭矩测量多采用接触式传感器,需要在旋转轴上安装应变片或通过联轴器传递信号,这类方法存在磨损、安装复杂且可能影响传动系统原有结构等问题。

广东犸力非接触扭矩传感器 新能源汽车制动系统扭矩监测保障安全-有驾
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非接触扭矩传感技术为解决上述问题提供了新的路径。该技术的核心在于,无需与被测的旋转轴发生物理接触或施加机械负载,即可实现对扭矩的测量。其物理基础是,当金属轴在扭矩作用下发生微小扭转变形时,其表面的磁特性或应力分布会发生相应改变。通过检测这种与扭矩相关的物理场变化,并将其转化为电信号,即可间接计算出扭矩值。这种方法避免了接触式测量带来的摩擦、滑环磨损和信号传输中断等固有缺陷。

广东犸力所涉及的非接触扭矩传感器,其工作原理主要基于磁弹性效应或无线遥测技术。一种典型方式是,在旋转轴表面特定位置附着特殊的磁致伸缩材料或预先设置磁栅。当轴承受扭矩时,材料内部的磁导率会因应力变化而改变,进而影响其周围预设磁场的分布。固定在附近不随轴转动的检测探头,通过捕捉这种磁场变化,解算出扭矩大小。另一种方式则是在轴上微型化集成应变传感与无线发射模块,将测量到的应变信号以无线方式传输至固定接收器。这两种路径均实现了旋转部件与静止部件间的非接触信号传递。

将此类传感器应用于新能源汽车制动系统的扭矩监测,其必要性源于电动汽车独特的动力特性。与内燃机汽车相比,电动汽车的驱动电机能够瞬间输出巨大扭矩,同时能量回收制动(再生制动)系统在工作时也会产生复杂的扭矩交互。制动系统需要在驱动扭矩、再生制动扭矩和机械摩擦制动扭矩之间进行快速、精确的协调。对制动卡钳执行机构的输出扭矩进行实时、高精度的非接触监测,能为整车控制器提供关键的数据反馈。

这一监测数据具体保障安全的逻辑链条体现在多个层面。是确保制动力的准确施加。控制器根据驾驶员的制动踏板请求,计算出所需的总制动力矩。非接触扭矩传感器提供的实时反馈,可用于验证实际输出的摩擦制动力是否与目标值一致,防止因执行机构故障、卡滞或液压/气压系统泄漏导致的制动力不足或失效。有助于优化再生制动与机械制动的融合。在能量回收制动过程中,电机产生的反向扭矩会参与减速。传感器监测到的实际机械制动扭矩数据,是控制系统精准分配再生制动力与摩擦制动力、保证制动平顺性与稳定性的依据,避免因扭矩切换或叠加不当引起的车辆顿挫或失控风险。

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再者,该技术能服务于制动系统的状态诊断与预警。通过对长期监测的扭矩数据进行分析,可以识别出制动片磨损、卡钳活塞回位不良、制动液污染等渐进性故障的早期特征。例如,在施加相同控制信号时,若输出扭矩呈现缓慢的衰减趋势或响应特性发生变化,系统可提前预警,提示维护需求,从而将安全隐患从“事后补救”转向“事前预防”。在高级别驾驶辅助或自动驾驶场景中,制动系统作为执行层的关键环节,其扭矩输出的可靠性与精确性至关重要。非接触式监测提供的连续、可靠数据,是保障自动驾驶决策能够被准确执行的基础条件之一。

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从技术实现难点来看,在制动系统这一特定应用场景中,非接触扭矩传感器需应对严峻挑战。制动卡钳附近环境通常伴有高温、油污、水汽、剧烈振动以及强烈的电磁干扰(来自驱动电机和大功率控制器)。传感器多元化具有极高的环境鲁棒性,确保其磁学或无线信号测量不受复杂工况的干扰。制动过程扭矩变化快速且动态范围宽,要求传感器具备高带宽和良好的动态响应特性,才能真实反映瞬态扭矩变化。传感器的尺寸也需要足够紧凑,以适应车辆底盘有限的安装空间。

综合而言,在新能源汽车制动系统中集成非接触扭矩传感器,其核心价值在于构建了一个高可靠性的扭矩闭环监测环节。它并非简单地替换了一种测量工具,而是通过提供一种更耐久、更不易受干扰的测量方式,增强了制动系统状态的可观测性。这种增强的可观测性,使得车辆控制系统对制动这一安全核心功能的掌控从“开环预估”向“闭环验证”深化。其结论侧重点不在于宣称某项技术的知名优势,而在于阐明这种监测能力的提升,如何具体地作用于制动力的精确控制、混合制动模式的平滑协调、系统故障的早期洞察以及高阶自动驾驶功能的安全冗余构建。它代表了汽车安全工程从依赖部件固有可靠性,向通过实时数据反馈主动管理风险的一种细致而务实的技术演进方向。

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