Les véhicules sont de plus en plus construits sur des moteurs électriques au lieu de moteurs à combustion interne, et des composants intelligents sont de plus en plus ajoutés aux véhicules. Le passage à l'électromobilité pose à l'industrie automobile des défis majeurs, car un véhicule électrique nécessite des capteurs supplémentaires qui mesurent et contrôlent dans l'environnement difficile du véhicule. 

Les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs développent de nouvelles connaissances et un nouveau savoir-faire. De nouveaux composants tels que des batteries électriques, des moteurs électriques et le groupe motopropulseur associé sont produits et assemblés avec un degré élevé d'automatisation. De plus, une augmentation des variétés de composants dans le véhicule conduit à des composants et des pièces qui doivent être détectés, vérifiés et identifiés de manière fiable avec des capteurs. Par exemple, de nouveaux moteurs électriques et contrôleurs compacts, légers et puissants permettent l'hybridation et l'électrification des véhicules, en particulier lorsque l'espace du groupe propulseur est limité. 

Gestion de l'énergie dans les moteurs électriques

Electric motors

Nouvelle génération de moteurs électriques

Des produits électromobiles plus légers et plus économes en énergie sont à l'origine d'une nouvelle génération de moteurs et de générateurs électriques. Aujourd'hui, la technologie de flux axial a abouti à une technologie de moteur qui fournit une densité de puissance 3 à 5 fois supérieure à celle des moteurs EV traditionnels. Les moteurs électriques traditionnels à aimant permanent souffrent de pertes dues à la grande quantité de fer dans les moteurs. Par rapport aux moteurs électriques à aimant permanent traditionnels, les moteurs à flux axial présentent 80 % de pertes de noyaux de fer en moins et plus de 5 fois moins de masse de fer, remplacés par des enroulements en cuivre, et offrent jusqu'à 24 % d'autonomie en plus. 

Les nouveaux moteurs à flux axial à grande vitesse fournissent des densités de puissance maximales supérieures à 15 kW/kg et nécessitent une gestion intelligente de l'énergie du moteur en refroidissant les enroulements pour obtenir les températures de stator les plus basses possibles. Par conséquent, une mesure de température très précise des enroulements de cuivre est nécessaire. 

New generation electric motors

Capteurs de température optimisés ESD dans la mobilité électrique et la technologie des piles à combustible

Les capteurs de température en platine sont fréquemment utilisés dans le domaine de l'e-mobilité, par exemple dans les moteurs électriques à flux axial, mais aussi pour mesurer la température des prises de charge et dans la technologie des piles à combustible. Partout où un frottement ou une induction électrostatique se produit, une ESD peut être présente, et son apparition peut entraîner un dysfonctionnement, voire un endommagement complet d'un capteur. Ces problèmes de qualité peuvent survenir des jours, des semaines, voire des mois après l'assemblage du capteur dans le système, ce qui entraîne des coûts élevés liés aux réclamations des clients, aux réparations ou au remplacement.


IST AG propose par conception des capteurs de température optimisés ESD pour une telle application, jusqu'au niveau 4 ou au-delà selon la norme IEC/EC61000-4-2. Un capteur de température ESD robuste réduira considérablement le risque lié aux ESD de mesures incorrectes ou même de défaillances complètes du capteur.

Platinum Temperature sensor Pt100 reverse welded wires

Choix de capteurs de température

Le capteur de température RTD à couches minces en platine hautement fiable et personnalisé installé dans un module de connexion de stator assure une mesure précise de la température conformément à la norme CEI 60751, dans les enroulements du moteur électrique. 

Les capteurs de température RTD en platine à couche mince IST sont développés avec des matériaux de la plus haute qualité et couvrent une large plage de températures de fonctionnement. Les capteurs peuvent fonctionner dans les conditions les plus difficiles tout en subissant une dérive minimale. La conception est extrêmement robuste et, en raison des petites dimensions, les capteurs sont proposés dans différents boîtiers. Les capteurs de température en platine sont disponibles avec un TCR standard de 3850 ppm/K et avec des précisions conformes à la norme IEC 60751. 

Applications de pile à combustible

Conductivity measurement in Fuel Cells

Modules de batterie électrique

Une plus grande sécurité des piles à combustible, des performances accrues et une durée de vie plus longue favorisent le développement des batteries électriques.  Les imprécisions dans la mesure traditionnelle des températures de la batterie entraînent de larges marges, réduisant l'autonomie en raison des inefficacités des performances du moteur. L'intrusion d'eau et de liquide de refroidissement dans le boîtier de la batterie peut augmenter le risque de défaillance du bloc-batterie et d'éventuelle électrocution. 

Les capteurs de précision à couche mince en platine sont idéaux pour la surveillance de la température du liquide de refroidissement dans une pile à combustible à basse température, tandis qu'un capteur d'humidité de détection de fuite peut détecter une fuite de liquide de refroidissement ou une infiltration d'eau via un changement de la teneur en humidité. 

Les capteurs à couche mince en platine mesurent dans des conditions difficiles avec une stabilité extrêmement élevée et une faible dérive, maximisant l'efficacité et la durée de vie de la batterie électrique. Les capteurs de température RTD en platine à couche mince IST sont développés avec des matériaux de la plus haute qualité et couvrent une large plage de températures de fonctionnement. Les capteurs peuvent fonctionner dans les conditions les plus difficiles tout en subissant une dérive minimale. La conception est extrêmement robuste et, en raison des petites dimensions, les capteurs sont proposés dans différents boîtiers. Les capteurs de température en platine sont disponibles avec un TCR standard de 3850 ppm/K et avec des précisions conformes à la norme IEC 60751. 

Hydrogen fuel cell

Hydrogène gazeux comprimé CGH2

Les piles à combustible fonctionnent à des rendements plus élevés que les moteurs à combustion, et peuvent convertir l'énergie chimique du combustible en énergie électrique avec des rendements allant jusqu'à 60 %. Les piles à combustible produisent moins d'émissions que les moteurs à combustion. Les piles à hydrogène comme combustible n'émettent que de l'eau, il n'y a donc pas d'émissions de dioxyde de carbone ni de polluants atmosphériques au point de fonctionnement. De plus, les piles à combustible sont plus silencieuses pendant le fonctionnement car elles ont moins de pièces mobiles. 

Les piles à combustible fonctionnent comme des batteries, mais elles ne se déchargent pas et n'ont pas besoin d'être rechargées. Ils produisent de l'électricité et de la chaleur, tant que le combustible est fourni. En tant que carburant, l'hydrogène gazeux comprimé (et à compression prolongée) CGH2 nécessite des températures de stockage extrêmement froides qui doivent être étroitement surveillées, car la pression de stockage la plus élevée possible dans des conditions cryogéniques (après le ravitaillement) est de 350 bars avec des niveaux de température inférieurs à 100 Kelvin. 

Grâce à la construction spéciale d'un substrat ZrO2 avec un coefficient de dilatation thermique adapté au platine et une courbe caractéristique stable, le capteur de température IST AG RTD en platine "série PW" est idéal pour la mesure de basses températures jusqu'à -200 °C. Les avantages étant aucune contrainte générée dans la couche de platine et une hystérésis réduite. 

Conductivity measurement in Fuel Cells

Capteurs de conductivité pour la surveillance du liquide de refroidissement

Les véhicules avec pile à combustible (FCV) nécessitent des liquides de refroidissement spéciaux pour les piles à combustible afin de soutenir les progrès actuels des technologies des piles à combustible. Ces nouveaux liquides de refroidissement offrent une protection contre la corrosion, la surchauffe et le gel et peuvent être utilisés en toute sécurité avec des résines échangeuses d'ions dans le système de refroidissement de la pile à combustible. 

Par rapport aux mélanges d'eau glycolée non inhibée, ces liquides de refroidissement peuvent maintenir en permanence une faible conductivité électrique, et ce faisant, assurer la sécurité électrique du système et la réduction des pertes d'énergie. La mesure continue de la conductivité permet de surveiller rapidement et de manière fiable la qualité du liquide de refroidissement. 

Les mesures sont effectuées avec des capteurs de conductivité qui fonctionnent selon la méthode à deux électrodes. [Électrode planaire inter-digitale et capteur de température Pt1000]. La constante de cellule d'une cellule de mesure doit être certifiée par son fabricant, tandis qu'IST AG propose la cellule de mesure de conductivité Transmetteur dans un boîtier contenant l'électronique basée sur nos capteurs de conductivité. 

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Électromobilité

Coolant leakage detection with humidity sensor MK33

Capteurs d'humidité pour la détection des fuites de liquide de refroidissement

Le capteur d'humidité capacitif rH IST AG MK33-W a été développé spécialement pour les applications de mesure haut de gamme et les environnements extrêmes, ce qui le rend optimal pour les applications de fuite de liquide de refroidissement. Le MK33-W excelle grâce à sa plage de fonctionnement extrêmement élevée d'humidité et de température et sa résistance chimique exceptionnelle convient à l'environnement difficile des batteries électriques 

 

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Precision temperature measurement for charging plugs

Mesure de température de précision pour les prises de charge

Les exigences de sécurité électrique exigeantes entraînent de nouvelles conceptions de prises de charge progressives et des améliorations de performances. Les prises de charge doivent avoir une durée de vie supérieure à 10 ans sans détérioration de l'efficacité de la charge. Cela exige des mesures de température précises, stables et sans dérive tout au long de la durée de vie, avec une réponse rapide à un pic de température soudain indiquant une défaillance de la prise. 

Pour un temps de charge, une efficacité et une sécurité optimaux, une stabilité et une fiabilité à long terme, une mesure précise de la température est nécessaire avec des technologies d'assemblage et de connexion innovantes à l'intérieur de la prise. 

Les capteurs à couche mince en platine mesurent dans des conditions difficiles avec une stabilité extrêmement élevée et une faible dérive, maximisant l'efficacité et la durée de vie de la prise de charge. Les capteurs de température RTD en platine à couche mince IST sont développés avec des matériaux de la plus haute qualité et couvrent une large plage de températures de fonctionnement. Les capteurs peuvent fonctionner dans les conditions les plus difficiles tout en subissant une dérive minimale. La conception est extrêmement robuste et, en raison des petites dimensions, les capteurs sont proposés dans différents boîtiers. Les capteurs de température en platine sont disponibles avec un TCR standard de 3850 ppm/K et avec des précisions conformes à la norme IEC 60751. 

Electric power trains_image_Stadler rail

Capteurs de température avec stabilité à long terme pour les groupes propulseurs électriques

Les groupes propulseurs électriques deviennent de plus en plus légers et de plus en plus petits, exigeant des conceptions robustes et une consommation d'énergie réduite qui étendent l'autonomie des véhicules. Pour une efficacité maximale du groupe propulseur, un fonctionnement à ou proche des limites de charge du circuit intégré de puissance est nécessaire. Pour l'efficacité du groupe propulseur, la stabilité et la fiabilité à long terme, une mesure de température précise doit être effectuée avec des méthodes d'assemblage et de connexion innovantes fonctionnant jusqu'à 300 °C. 

Un capteur à couche mince de platine monté dans une tête de sonde plate pour un transfert de température optimal à partir de surfaces planes assure une mesure précise de la température selon la norme IEC 60751, dans le module de puissance électronique.  

Les capteurs de température RTD en platine à couche mince IST sont développés avec des matériaux de la plus haute qualité et couvrent une large plage de températures de fonctionnement. Les capteurs peuvent fonctionner dans les conditions les plus difficiles tout en subissant une dérive minimale. La conception est extrêmement robuste et, en raison des petites dimensions, les capteurs sont proposés dans différents boîtiers. Les capteurs de température en platine sont disponibles avec un TCR standard de 3850 ppm/K et avec des précisions conformes à la norme IEC 60751. 

Sensors for automotive and transportation

LiDAR

Les appareils LiDAR agissent comme l'œil des véhicules autonomes sans chauffeur. Ils offrent une vue plongeante à 360 degrés sur le terrain environnant pour se conduire en toute sécurité. 

IST AG fournit des solutions pour la gestion thermique des modules laser LiDAR et des composants optiques.