新能源汽車動力系統(tǒng)中的旋轉扭矩傳感器應用探析
在新能源汽車迅猛發(fā)展的今天，一輛安靜的電動汽車背后，藏著無數(shù)精密技術在協(xié)調(diào)工作，其中旋轉扭矩傳感器正成為提升車輛性能的無聲英雄。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對核心動力部件的性能要求日益提高。**旋轉扭矩傳感器**作為一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的精密儀器，正成為提升新能源汽車動力系統(tǒng)性能的關鍵技術之一。
它通過實時監(jiān)測動力系統(tǒng)的扭矩變化，為車輛的控制系統(tǒng)提供精準數(shù)據(jù)支持，直接影響著汽車的動力性能、續(xù)航里程與運行可靠性。
## 01 工作原理：從物理變化到電信號
旋轉扭矩傳感器的核心工作原理基于**應變電測技術**。當彈性軸受到扭矩作用時，會產(chǎn)生微小形變，粘貼在彈性軸上的應變片隨形變發(fā)生電阻值變化。
通過惠斯通電橋電路，電阻值的變化被轉化為電壓信號，再經(jīng)信號放大、濾波等處理后，輸出與扭矩成正比的電信號，從而實現(xiàn)對扭矩的精準測量。
針對不同應用場景，扭矩傳感器發(fā)展出了多種技術路線。除了常見的應變片式傳感器，**電磁誘導相位差式扭矩傳感器**也是一種重要類型。
這種傳感器通過在旋轉軸上的相位差基板兩端設置驅動線圈與檢測線圈，利用扭矩作用下產(chǎn)生的扭曲角變化導致磁場相位差的原理來測量扭矩。
每種技術路線各有優(yōu)勢，應變片式具有精度高、頻響快的優(yōu)點，而電磁誘導相位差式則保持了高耐久性和長使用壽命，不需要輔助電機。
## 02 應用場景：動力系統(tǒng)的精密控制
在新能源汽車電機轉子裝配過程中，扭矩傳感器的應用至關重要。傳統(tǒng)的擰緊方式難以精確控制擰緊扭矩，容易出現(xiàn)扭矩不足導致轉子松動，或扭矩過大造成轉子變形的情況。
**扭矩傳感器安裝于擰緊設備上，能夠實時監(jiān)測擰緊過程中的扭矩值**�？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預設的扭矩標準（通常為50-80N·m），精確控制擰緊設備的動作，確保每個螺栓的擰緊扭矩都穩(wěn)定在標準范圍內(nèi)。
某新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)在電機轉子裝配中引入扭矩傳感器后，轉子裝配的一次合格率從85%提升至98%，有效減少了因裝配扭矩不當導致的電機異常振動和噪音問題。
在電機齒輪箱的裝配環(huán)節(jié)，扭矩傳感器同樣發(fā)揮著重要作用。它被用于監(jiān)測齒輪軸安裝、軸承預緊等工序的扭矩值，確保齒輪軸以合適的扭矩固定在齒輪箱內(nèi)。
**某新能源汽車電機制造商應用扭矩傳感器后，齒輪箱的動力傳輸效率提升了3%**，齒輪磨損情況得到明顯改善，齒輪箱的整體使用壽命延長了約20%。
## 03 技術革新：智能扭矩控制系統(tǒng)
扭矩傳感器的應用不僅限于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，在新能源汽車的智能控制系統(tǒng)中同樣扮演著重要角色。以比亞迪推出的**智能扭矩控制系統(tǒng)（iTAC）** 為例，它基于電機響應速度極快的特性，可實時調(diào)整各電機輸出扭矩。
iTAC技術通過電機旋變傳感器，將輪端每一圈分成4096個采集位，而傳統(tǒng)輪速傳感器僅能分成32或48個采集位，信息采集速度和精度大大提升。
這一技術**較以往提前50ms以上預測到車輪輪速的變化趨勢**，識別精度提升了300多倍。
在控制策略上，傳統(tǒng)控制策略在面對打滑時只能通過制動降低扭矩的方式來控制車輛，而iTAC在提前預判的基礎上針對電機響應速度快、轉速調(diào)整更精確的特點，提供了**轉移扭矩、適當降低扭矩和輸出負扭矩**等多種方式。
官方實測結果顯示，在0-60km雪地直線加速上，iTAC使車輛避免起步打滑，加速時間相比無iTAC功能的車輛快0.7秒。
## 04 發(fā)展趨勢：更高精度與智能化
隨著新能源汽車技術的不斷進步，對扭矩傳感器的要求也在持續(xù)提高。一方面，扭矩傳感器將**朝著更高精度、更小體積的方向發(fā)展**，以適應電機裝配中更緊湊的空間和更精細的扭矩控制需求。
有業(yè)內(nèi)報告顯示，中國傳感器市場規(guī)模近年來實現(xiàn)顯著增長，2022年中國傳感器市場規(guī)模為3096.9億元。預計到2024年，中國智能傳感器市場規(guī)模將達到1643.1億元。
隨著新能源汽車逐步走向更高度的集成化和智能化，扭矩傳感技術也將與之同步進化。未來的傳感器將不僅僅是數(shù)據(jù)收集器，更是**整車智能決策系統(tǒng)的核心成員**之一。
它將在**車輛穩(wěn)定性控制、能量管理優(yōu)化和自動駕駛安全**等方面發(fā)揮更為關鍵的作用。
正如當下比亞迪iTAC等系統(tǒng)所展示的那樣，通過精準的扭矩監(jiān)測與控制，能夠大幅提升車輛在極端工況下的穩(wěn)定性和安全性。
