Czujniki temperatury w pojazdach elektrycznych

Zastosowanie sensorów temperatury i właściwych termometrów rezystancyjnych w produkcji samochodów elektrycznych.

Podnosząca się temperatura na ziemi, zmieniający się poziom zasobów wody na świecie, czy zanieczyszczenie powietrza – to tylko kilka przykładów naszej codziennej retoryki. Temat pojazdów elektrycznych jest jednym z bieżących zagadnień, którymi żyją nie tylko media i właściciele wielkich fabryk, ale i my wszyscy. Realizacja ambitnego celu wielu europejskich państw, w tym Polski, jakim jest posiadanie milionów pojazdów elektrycznych na drogach w najbliższych latach nie będzie łatwa. Jednak w świetle coraz bardziej dotyczących nas bezpośrednio kwestii związanych z transformacją energetyczną, wydaje się, że nie ma już przyszłości motoryzacji bez samochodów elektrycznych. Nie skupiamy się już również tylko na prywatnym użytkowaniu pojazdów elektrycznych, ale obserwujemy rosnącą tendencję do korzystania z energii elektrycznej także w transporcie publicznym.

Zdjęcie: JUMO. Produkcja wkręcanych termometrów oporowych

Poruszając się w tematyce pojazdów elektrycznych natrafiamy na szereg informacji dotyczących nie tylko kulturowego czy pro-ekologicznego wymiaru tego zagadnienia, ale również ogólnych technicznych aspektów e-mobilności. Treści te poruszają przede wszystkim kwestie wydajności baterii i zasięgów aut. Z oczywistych względów newiele jednak mówi się czy pisze na temat stricte technologicznego zaplecza całego przemysłu pojazdów elektrycznych. Mało kto wie, że decydującą i wszechstronną rolę na odgrywa tu również pomiar temperatury, który pojawia się na wielu różnych etapach produkcji podzespołów pojazdów elektrycznych, a różnego przeznaczenia sensory temperatury, zaawansowane przetworniki temperatury czy klasyczne czujniki rezystancyjne typu Pt100 czy Pt1000 implementowane są także bezpośrednio w ich konstrukcję, towarzysząc nam jako finalnemu odbiorcy na co dzień.

Baterie muszą się dobrze czuć – optymalizacja wartości temperatury

Energoelektronika samochodu elektrycznego jest mówiąc kolokwialnie "mózgiem" całego pojazdu. Jej zadaniem jest zagwarantowanie, że energia dostarczana przez akumulator trakcyjny jest dostarczana do silnika w sposób kontrolowany. Aby zapewnić niezawodne działanie energoelektroniki i tym samym zapobiec przegrzaniu systemu, absolutnie niezbędny jest tu precyzyjny pomiar temperatury. Prawidłowa temperatura otoczenia litowo-jonowych baterii trakcyjnych jest kluczowa dla wytwarzania przez nie maksymalnej mocy elektrycznej jak również znacząco wpływa na ich żywotność. Co ciekawe, optymalna temperatura otoczenia baterii jest taka sama jak w przypadku ludzi. Zakres temperatury powinien wynosić od 20 do 40 °C i podlegać stałej kontroli.

Ze względu na to, że silnik elektryczny nie wytwarza wystarczającej ilości własnego ciepła, wymagane jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła dla przestrzeni pasażerskiej. W tym celu stosuje się różnego rodzaju systemy grzewcze, jak np. grzałki wysokiego napięcia. Te wymagają jednak dokładnych pomiarów i monitorowania temperatury, aby uniemożliwić wystąpienie jakichkolwiek niepożądanych skutków przegrzania się układu. Do kontroli temperatury systemów grzewczych, jak i innych elementów pojazdu stosuje się czujniki temperatury typu NTC (ujemny współczynnik temperaturowy) lub PTC (dodatni współczynnik temperaturowy). Sensory te, występujące również pod nazwą termistory lub rezystory temperatury, stosowane są m.in. do ochrony uzwojeń w silnikach elektrycznych przed negatywnym wpływem wysokiej temperatury. Rezystory pomiarowe NTC dedykowane są dla temperatur do 150 °C, natomiast rezystory w wykonaniu PTC mają szerszy zakres temperatury pracy.

Solidne i precyzyjne czujniki temperatury JUMO

Założona kilkadziesiąt lat temu niemiecka firma JUMO dostarcza niezawodną technologię czujników temperatury dedykowaną dla wszystkich tych systemów. Odbiorcami są najwięksi producenci podzespołów branży motoryzacyjnej. Stosowane w przemyśle motoryzacyjnym sensory temperatury jak i gotowe czujniki temperatury podlegają niezwykle wysokim wymaganiom jakościowym. Oprócz powtarzalnych wyników pomiarów i krótkich czasów reakcji, dostarczane rezystory i czujnki temperatury muszą być wyjątkowo odporne na wibracje i trwałe. Termometry oporowe serii JUMO VIBROtemp doskonale sprawdzają się w tym szczególnie wymagającym obszarze zastosowań. Te wkręcane termometry oparte na zasadzie rezystancji umożliwiają niezawodny pomiar temperatury w pojazdach, maszynach budowlanych, maszynach rolniczych, silnikach, sprężarkach oraz w technice kolejowej, także pod ciśnieniem. Ich odporna na wibracje konstrukcja zapewnia doskonałą, długotrwałą stabilność nawet w bardzo trudnych warunkach pracy. W zależności od charakteru i wymagań aplikacji, w której ma zostać zaimplementowany termometr oporowy serii VIBROtemp , mamy do wyboru różne rodzaje połączeń wtykowych. Co ważne, prawidłowe podłączenie do gniazda gwarantuje użytkownikowi uzyskanie stopnia ochrony IP67 / IP69 lub IP69 K. Jako standardowy wkład pomiarowy stosowany jest czujnik temperatury Pt100 zgodny z DIN EN 60751, klasy B, w układzie dwuprzewodowym. Dostępne są również wersje termometrów oporowych z sensorami pomiarowymi Pt500 lub Pt1000, jak również wspomnianymi już termistorami PTC lub NTC.

Zdjęcie: JUMO. Wkręcane termometry oporowe serii JUMO VIBROtemp .

Artykuł partnera