通过主动杂散场补偿来克服杂散磁场

电动汽车市场每年都在快速增长 。Allied Market Research predicts到2027年,电动汽车市场将从2019年的1623.4亿美元增长到8028.1亿美元 。相应地,对汽车中用于位置检测的磁场传感器的需求也在增加 。这些传感器具有足够的鲁棒性,可以耐受各种恶劣的环境条件,如温度、振动以及水和灰尘等 。
但是,这些传感器的精度可能会受到其他磁性部件所形成的杂散磁场以及环境中的杂散磁场的负面影响 。这为设计工程师带来了巨大挑战 。
杂散磁场汽车电动起动电机已出现了100多年,但是直到1960年代,电动交流发电机才成为量产汽车的标准配置 。大量汽车开始快速采用这些部件,导致汽车中的电气元件越来越多 。如今,因为能极大地提升汽车的效能,传统汽车中电气系统替代各种机械和液压系统已是普遍现象 。
传感器对于提升汽车电子系统的效率和功能扩展至关重要 。这些传感器与执行器结合,在汽车和电子控制单元之间形成接口,可检测系统状态并向控制单元输入数据 。这些控制单元运行算法控制和调节各个电子系统,触发电信号并传递给执行器,执行器再将电信号转换为机械运动 。
在12V系统中,车辆辅助系统(包括电子助力转向)会产生高电流,因此会产生杂散磁场,会对传感器和其他系统产生负面影响 。此外,混合动力和电动汽车(HEV和BEV)中的电动机和电源电缆也会产生有害的杂散磁场 。这些杂散磁场会降低磁传感器的精度 。
【通过主动杂散场补偿来克服杂散磁场】匀强杂散磁场和非匀强杂散磁场(也称为梯度场)是有区别的 。如果磁力线是一致的,指向同一方向并且彼此等距,则杂散磁场是匀强的 。这使得特定区域内的磁通密度相同 。亥姆霍兹线圈用于产生均匀的杂散磁场并进行耐用性测试,而电源电缆或其他载流导线会产生不均匀的杂散磁场 。在这种情况下,当靠近导线时,杂散磁场会更强,更具破坏性且不稳定 。此外,相邻的使用永磁体作为发射器的传感器系统可能会产生非均匀的杂散磁场 。杂散的磁场会导致传感器发生严重且危险的故障,并会增加高达5°的测量误差 。

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