據(jù)IHS iSuppli公司的磁傳感器專題報(bào)告,由于能夠改善汽車安全性、便利性和燃油效率,硅磁傳感器在汽車電機(jī)中的應(yīng)用將快速增長,該市場的銷售額將在2012年增長近40%。
2012年汽車電機(jī)領(lǐng)域的磁傳感器銷售額將達(dá)到1.603億美元,比今年的1.16億美元?jiǎng)旁?8.2%,延續(xù)最近三年的穩(wěn)健增長勢頭。盡管2012年以后銷售額增長速度將會(huì)放緩到一位數(shù),但2010-2015年的復(fù)合年度增長率仍將達(dá)到16%。到2015年,汽車電機(jī)領(lǐng)域的磁傳感器銷售額將上升到1.936億美元,如圖1所示。
磁傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化流程中的各種電機(jī)之中,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用尤其普遍,占其市場價(jià)值的50%。例如,中低檔轎車中有10多種電機(jī),如風(fēng)扇冷卻、交流發(fā)電機(jī)以及風(fēng)擋雨刷。豪華轎車擁有將近100個(gè)電機(jī),其中包括用于空調(diào)送風(fēng)機(jī)、電子轉(zhuǎn)向與油門控制的傳感器,以及用于自動(dòng)化與新型雙離合系統(tǒng)的傳動(dòng)傳感器;以及用于座位位置調(diào)整、天窗、轉(zhuǎn)速表、前燈位置調(diào)整、靠枕的傳感器,甚至用于根據(jù)空氣質(zhì)量信息來控制進(jìn)氣風(fēng)門。
促使人們提高電機(jī)效率的一個(gè)重要因素是能耗,節(jié)省每一滴燃料都很關(guān)鍵,生成的每克二氧化碳尾氣都需考慮在內(nèi)。這方面的趨勢是皮帶驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電氣化,并代之以無刷直流電機(jī)。這些效率更高的電機(jī)允許按需操作主要的動(dòng)力傳動(dòng)部件,如水冷泵、油泵以及其它輔助泵,并且可以降低總體能量需求。
磁傳感器在電機(jī)中的另一個(gè)應(yīng)用是軸位置編碼——例如,在電動(dòng)車窗之中,傳感器可以確定軸轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈,以控制車窗升降器的行程。傳感器也可以探測到人手造成的異常負(fù)載情況,提供所謂的“防夾”功能,在碰到物體的時(shí)候,電機(jī)可以反轉(zhuǎn)。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向也是一個(gè)快速增長的直流電機(jī)應(yīng)用,用于代替電動(dòng)液壓型系統(tǒng),后者使用泵來產(chǎn)生壓力以提高燃料效率。傳感器用于電機(jī)換向和探測電流。
在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中,磁傳感器用于監(jiān)控輔助電機(jī)逆變器。逆變器用于把電池直流電轉(zhuǎn)換成電機(jī)的交流電。這種轉(zhuǎn)換需要使用三個(gè)電流傳感器,電機(jī)的每個(gè)相位都需要一個(gè)。
高級汽車應(yīng)用需要使用霍爾IC和AMR傳感器
通常,汽車電機(jī)使用霍爾IC,在三相電機(jī)中用于換向。三相電機(jī)通常具有六個(gè)狀態(tài),由三個(gè)數(shù)字霍爾IC測量,以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)。在有些情況下,可能不需要磁傳感器,霍爾IC可能被電路中簡單的電流測量方法所取代。例如,在恒定速度和無負(fù)載變化環(huán)境下工作的直流電機(jī)(比如以不變速度轉(zhuǎn)運(yùn)的風(fēng)扇),不需使用傳感器就能推斷所需的速度信息。
但是,對于需要了解負(fù)載變化和扭矩信息的高級電機(jī)來說,需要使用霍爾IC和某些各向異性磁阻(AMR)傳感器,用于測量電機(jī)在軸上的位置。
尤其是,AMR的使用量將在未來五年增加,最大應(yīng)用將是速度和轉(zhuǎn)速儀表中的轉(zhuǎn)速計(jì)電機(jī),它可以使電機(jī)變得安靜。
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