先进的传感器在电动汽车中发挥什么作用？

传感器在电动汽车 (EV) 中发挥着至关重要的作用，支持电池和热管理、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 以及个性化的车内体验。本文回顾了电动汽车中的先进传感器技术，探讨了它们在不同车辆系统中的基本功能，并强调了它们对效率、舒适度和安全性的影响。    

电池监控和热管理

电池管理系统 (BMS) 中的先进传感器持续监控充电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)，确保各个电池之间的电负载平衡，并通过调节电压和温度防止热失控。 

BMS 湿度传感器可测量湿度水平，保护电池免受冷凝危害。这些传感器还有助于在快速充电和放电循环期间最大限度地减少热量，从而减少电池压力和退化。在某些电动汽车模型中，电池组件内的专用光纤布拉格光栅 (FBG) 传感器可监测电阻变化 - 如果不加以控制，可能会导致机械应变和结构损坏。 

除了电池管理之外，电动汽车传感器还负责监控电机逆变器的温度，以防止退磁和热相关损坏。具体来说，先进的热电偶或红外传感器可测量逆变器电力电子设备的温度梯度，保持热平衡并延长电动汽车电机的使用寿命。

此外，传感器还有助于电动汽车 HVAC 系统中不同车辆回路的温度调节，例如车舱和电力电子设备、电池和车载充电器、电机和动力系统冷却系统以及外部热交换器。

嵌入在 EV ADAS 中的ADAS 传感器的众多传感器

可实现各种自动化功能，从自适应巡航控制和车道保持辅助到紧急制动、防撞和全自动驾驶。例如，LiDAR 传感器在具有高分辨率 3D 地图绘制和物体检测功能的自动导航和安全系统中发挥着至关重要的作用。 

与 LiDAR 相比，毫米波 (MM Wave) 雷达传感器在所有天气条件下（包括雨、雪和雾）都能提供可靠的性能。升级的传感器技术、改进的信号处理器和更具指向性的天线弥补了雷达视野较窄和易受潮的缺陷。这些改进确保 EV ADAS 系统即使在视线受阻的情况下也能有效运行。

通过增强 LiDAR 的高清空间测绘和雷达的全天候可靠性，ADAS 夜视和传统摄像头中的传感器可以收集和处理必要的视觉细节，从而全面感知环境。

这些包括： 

• 道路信号和标志：识别交通信号灯、道路标志和锥形物，帮助 ADAS 遵守交通法规并适应动态道路状况。

• 车道划分：确保电动汽车行驶在指定车道内。

• 交通和行人：扫描周围区域寻找行人和车辆（例如汽车、卡车、摩托车和自行车），以检测潜在危险并防止事故。

• 停车：与超声波（声纳）传感器一起，为手动和自动停车系统以及低速车辆操纵提供数据。

最后，惯性测量单元 (IMU) 和 GPS 传感器可生成有关车辆动态和精确位置的详细信息。EV ADAS 使用这些数据进行自动变道、紧急制动和动态路线规划。IMU 使用加速度计和陀螺仪检测加速度和旋转，以预测车辆性能并通知控制系统响应。

个性化的车内体验和车辆安全

许多电动汽车依靠复杂的传感器网络来提供个性化、无缝的车内体验。例如，手势识别传感器为驾驶员和乘客提供与信息娱乐系统的非接触式交互。 

一些电动汽车车内系统使用传感器主动调节温度、选择音频、自定义座椅设置和调节车内照明。车内系统还根据驾驶员输入和外部传感器监测的状况自动控制雨刷和前照灯亮度。 

许多电动汽车可能配备平视显示器 (HUD)，将速度、导航和警报等重要信息直接投射到驾驶员的视线中。传感器网络和融合算法将向 HUD 提供实时数据，整合速度计、GPS 和 ADAS 输出。

电动汽车传感器也是各种车内安全功能的一部分。红外和摄像头传感器支持驾驶员监控系统 (DMS)，该系统可测量驾驶员的警觉性、踏板压力和转向——在检测到困倦或分心迹象时激活警告或接管控制。

“儿童遗留”警报由车内传感器触发，提醒驾驶员在下车前检查后排座椅，避免无人看管的儿童或宠物中暑。乘员分类系统 (OCS) 传感器可确定乘客的身高和体重，确保在发生碰撞时正确系好安全带并展开安全气囊。

值得注意的是，传感器支持全面的电动汽车安全系统，其作用远远超出了驾驶室。超声波传感器支持盲点检测 (BSD)，在变道时提醒驾驶员注意侧面靠近或在相邻车道上移动的车辆。此外，集成在轮胎压力监测系统 (TPMS) 中的传感器可确保压力保持在安全水平。 

摘要

先进的传感器对于电动汽车至关重要，从电池和热管理到 ADAS 和个性化的车内体验。这些传感器嵌入电动汽车的各个部分，支持不同车辆系统的关键功能，确保驾驶员和乘客的效率、舒适性和安全性。   

文章转载自微信公众号：汽车研究院auto