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艾菲汽车陈音福新一代电机位置传感器的开发

发布时间:2025/2/21 14:59:26   
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艾菲汽车零部件公司研发中心产品应用负责人陈音福指出,以机电一体化和电子电磁技术为依托,艾菲汽车布局四大产品线,同时不乏研发创新能力,拥有系统性的研发和工艺能力,领域涉及机电技术开发、电子磁力学开发、基础软件开发,并具有完整的实验测试开发能力。

以下是演讲实录

陈音福:非常荣幸代表艾菲汽车零部件给大家讲这个话题,现在因为新能源电动化在中国发展非常的迅猛,我们也在做快速的转型。我们十年前就开始研究这项技术(电涡流传感器),现在也有成功的量产经历还有量产的产线。所以在这里我想尽量简短地把产品中一些关键的东西,给大家讲清楚。

艾菲汽车集团是一家法资独资企业,在全球大概有个员工,工程师的话差不多有人左右,每年会放9%的这么一个销售额占比放到研发投入上面。去年集团的销售额大概在2亿欧元,不算大,在我们看来艾菲集团是一家比较小而精的企业。

这个是我们的现任CEO,也就是艾菲集团第四代掌门人Beatrice女士,艾菲到今年也将近有90年的历史,我们是在年创办,总部位于法国里昂;中国我们第一个工厂在武汉,在4年创建的,在武汉经开区,年也在上海成立了分公司。这里可以看到我们全球的布局,刚才我说它小而精是因为它规模不大,但在全球各地有很多工厂和办事处可以为全球OEM、Teir1提供支持。

我们内部叫做DIGIPOS平台,就是电涡流原理的传感器,电涡流目前在我们集团内部有越来越多的项目和订单,做这一块产品的探讨,所以我们公司把它划分为DIGIPOS平台,当然也分高速应用和低速应用。

右边的是低速应用,应用也比较早,它用在一些档位传感器、离合器、后轮转向做直线移动和旋转移动的探测,今天我们主题还是集中在左边这个,应用在我们高速电驱动这里面的电涡流位置传感器,因为现在我们知道大家都在探ISO功能安全,然后我们这个产品其实也是可以为客户做功能安全的,单产品而言。我们如果使用双芯片的话,可以做到最高等级ASILD,当前我们还是模拟量输出的模式,然后也正在研发跟芯片厂家合作,研发下一代数字输出接口。

当前这个产品的精度是很高的,行业内几种技术对比而言是处于高精度的表现,满足电机的各种应用,这个产品因为我们看到它基本上是一些注塑件外形,设计会比较灵活,装在我们电机各个位置都能够很好做一个适配和定制化的开发。

讲到电涡流原理,其实可能在座各位专家和学者可能都比我了解的深入,我们就大概简短介绍一下这个产品核心的东西。首先它会有一个线圈,分为初级线圈和次级线圈,我们最新产品设计,它会直接蚀刻在PCB电路板上面,然后第二部分就是目标轮,目标轮它可以就是一个简单的冲压金属轮就好了,然后它也相比传统传感器而言已经实现了无磁化,不需要使用稀土磁铁什么的。

我们初级线圈需要一个5V直流供电,产生3.5兆赫兹左右高频交流信号,作用在金属的目标轮表面,形成一个涡流效应;目标轮转动的时候,次级线圈会接收到磁场变化,然后形成电压的高低值变化,把这个变化经过芯片内部的解码,这里很关键,它芯片内部就可以做解码(提取幅值包络线),给到上位机的话直接反正切计算,就可以得到转子实际位置。

回顾一下位置传感器在电驱里面的一个作用,其实我们也都知道,现在电驱里面谈到一个能量回收包括急加速、急减速,位置传感器提供的位置精度对我们电机控制很有帮助的,精度的提高也可以在很大程度上,帮助我们提高这个电机扭矩功率以及它的效率。

没有对比就没有伤害,我们做过了很多的试验测试和实际的量产项目数据收集,包括市场的调研,我们今天推荐这款电涡流技术产品,我们可以看到中间三款,就是我们现在推的O-Shape(全月形)还有C-Shape(半月形)还有右边一点的装在末端的END-OF-SHAFT。总体而言,我们的精度表现目前比市场上的技术方案会有精度提高,当然XMR技术应该精度也差不多,但是XMR有一个很大弱点就是它对磁场非常敏感。

所以现在我们包括跟一些新势力还有包括主流的OEM沟通起来,这个产品我们还是很大程度上愿意去用电涡流的产品,功能安全的话它基本上我们现在也有功能安全做到ASILD量产项目,EMC表现上面,相比于传统的Resolver,电涡流传感器它是一个高频的、3.5兆赫兹高频信号,所以它对低频率的磁场干扰免疫力比较强。最重要的是这个产品,我们也在做跟芯片厂家做下一代研究,下一代可能会有一个数字化,数字信号接口出来,所以它可能会进一步提高它的EMC性能,并且携带更多的诊断模式。

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