Drucksensoren für Automotive-Anwendungen

Wärmepumpen-Systeme tragen entscheidend dazu bei, den Wirkungsgrad, die Leistung und den Komfort bei Elektrofahrzeugen zu verbessern. Sie übernehmen zahlreiche Funktionen, von der Beheizung und Kühlung des Innenraums (HVAC) bis hin zur Aufrechterhaltung der optimalen Betriebstemperatur der Batterie und anderer elektronischer Komponenten. Dies gewährleistet einen effizienten Betrieb und eine lange Lebensdauer der Batterie. Mehrere kombinierte Druck- und Temperatursensoren (PT-Sensoren) überwachen den Kühlkreislauf und geben der Steuereinheit Informationen, um das System über verschiedene Ventile zu regeln.

TDK bietet eine Reihe von PT-Sensoren an, die sich für häufig verwendete Kältemittel eignen, darunter R1234yf, R134a, R290, R32 und R410A.

Druck-Temperatur-Sensor (PT)

Technische Merkmale

• Druckansprechzeit <10 ms
• Betriebstemperaturbereich zwischen -40 und +140 °C
• Temperatur-Ansprechzeit <3 s
• Elektrische Schnittstelle: LIN oder analoges Ausgangssignal von 0,5 bis 4,5 V, automotiver MLK-Stecker (3- oder 4-polige Konfiguration)
• Mechanische Schnittstelle: Aluminiumgehäuse, HEX24, M10 (andere auf Anfrage)

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Bei Elektrofahrzeugen ist es wichtig, die Temperatur der Batteriepacks im vorgegebenen Bereich zu halten, damit sie effizient arbeiten und möglichst lange halten.

Flüssigkeitsgeühlte Systeme arbeiten weitaus effizienter als luftgekühlte Systeme, da sie mehr Wärme abführen können. Für eine effektive Wäreableitung muss der Flüssigkeitsstrom im Kühlsystem genau gesteuert werden.

Wärmemanagement-Systeme können einen Drucksensor enthalten, der im Kühlsystem der Batterie angebracht wird und durch die genaue Messung von Druckveränderungen in der Kühlflüssigkeit den Durchfluss indirekt messen oder mögliche Lecks erkennen kann.

Drucksensor für die Batterie

Differenzdruck-Überwachung (p2, p1) zur Durchflussmessung und Leckage-Erkennung.

Technische Merkmale

• Messbereiche von -10 bis +10 kPa bis zu -100 bis +100 kPa
• Druckfestigkeit bis zu 300 kPa, um Druckspitzen bei der Erstbefüllung zu meistern
• Betriebstemperaturbereich von -40 bis +140 °C (kurzfristig +150 °C)
• Ausgangssignal: Analoge Signale von 0,5 bis 4,5 V oder digitale SENT-Signale, einschließlich Relativdruck und Temperatur

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Moderne Batterie-Management-Systeme (BMS) sorgen dafür, dass Lithium-Ionen-Zellen in Elektrofahrzeugen effizient und sicher arbeiten. 

Neben Temperatur- und Stromsensoren kann das BMS auch einen Drucksensor für die Batterie einschließen, um die Betriebsbedingungen und Ereignisse zu überwachen, die durch Überhitzung oder Überladung auftreten können.

Drucksensoren im Batteriepack liefern wertvolle Informationen über Betriebsdrücke und ungewöhnliche Druckanstiege als Eingangsinformation für das BMS.

Da bei einem thermischen Ereignis der Druck schneller ansteigt als die Temperatur, können Drucksensoren thermische Ereignisse in gekapselten Lithium-Ionen-Batteriezellen schneller erkennen als Temperatursensoren allein.

Drucksensor für Kühlmittel in der Batterie

Druckmessung in gekapselten Batteriepacks, um den Druckanstieg während der Entgasung der Zellen und der Freisetzung von Gas zu überwachen.

Technische Merkmale

• Messbereiche von -5 bis +5 kPa oder bis zu 40 kPa 
• Betriebstemperaturbereich von -40 bis +140 °C (kurzfristig +150 °C)
• Ausgangssignal: Analoge Signale von 0,5 bis 4,5 V oder digitale SENT-Signale, einschließlich Temperatur
• Schnelle Reaktion von <2 ms für die schnelle Erkennung minimalster Druckspitzen
• Hohe Genauigkeit von <1% vom Skalenendwert
   

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Drucksensoren für Kraftstoffdämpfe spielen eine wichtige Rolle bei der On-Board-Diagnose von modernen Fahrzeugen, um die neuesten Abgasvorschriften zu erfüllen. Ein solcher Sensor lässt sich an verschiedenen Stellen im Kraftstoff- und EVAP-System einsetzen, um kleinste Druckänderungen an diesen Stellen zu messen. Dazu gehören beispielsweise der Kraftstofftank, die Kraftstoff-, die Belüftungs- oder Entlüftungsleitung oder andere EVAP-Komponenten wie der Rußbehälter, das Absperrventil des Kraftstofftanks oder das Leckage-Erkennungsmodul.

TDK bietet Drucksensoren mit höchster Signalgenauigkeit und -stabilität über die gesamte Lebensdauer unter rauen Betriebsbedingungen mit Kraftstoff und Kraftstoffdämpfen.

Sie sind resistent gegen alle Arten von Kraftstoffen und verfügen über mehrere Designoptionen für Gehäuse, Stecker und Befestigung, um anwendungsspezifische Anforderungen zu erfüllen.

Sensor für den Kraftstoff-Dampfdruck

Technische Merkmale

• Messbereiche von -5 bis zu 5 kPa oder -10 bis zu 50 kPa
• Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 °C
• Ausgangssignal: Analoge Signale von 0,5 bis 4,5 V oder digitale SENT-Signale nach SAE J2716, mit zusätzlichem Temperaturausgang
• Genauigkeit des Ausgangssignals: Bis zu ±0,3 kPa innerhalb eines vorgegebenen Druck- und Temperaturbereichs
• Kohlenwasserstoff-Emissionen <1 mg über 24 Stunden

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Der Druck in der Kraftstoffleitung zwischen Tank und Motor muss geregelt und gemessen werden. Ein Sensor erfasst den Druck in der Kraftstoffleitung (Diesel und Benzin), um die Kraftstoffpumpe im Tank oder auf dem Tankmodul zu regeln.

TDK bietet Drucksensoren mit höchster Genauigkeit und Stabilität über die gesamte Lebensdauer unter den rauen Bedingungen mit Kraftstoff und Kraftstoffdämpfen.

Die Druckaufnehmer sind resistent gegen alle Arten von Kraftstoffen und bieten zahlreiche Designoptionen für Gehäuse, Stecker und Montage, um anwendungsspezifische Anforderungen zu erfüllen.

Drucksensor für die Kraftstoffzufuhr

Technische Merkmale

• Manometer- oder Absolutdruckmessung
• Messbereiche bis zu 1500 kPa / kurzfristig bis zu 3000 kPa 
• Betriebstemperatur von -40 bis +130 °C 
• Ausgangssignal: Analoge Signale von 0,5 bis 4,5 V oder digitale SENT-Signale nach SAE J2716
• Genauigkeit des Ausgangssignals: Bis zu ±1% der Messspanne innerhalb eines vorgegebenen Druck- und Temperaturbereichs 
• Kohlenwasserstoff-Emissionen <1 mg über 24 Stunden

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Das Kurbelgehäuse von Verbrennungsmotoren steht während des Betriebs unter Druck, was eine Kurbelgehäuseentlüftung erforderlich macht. Undichtigkeiten in diesem Entlüftungssystem können mit einem Drucksensor gemessen werden.

Fahrzeuge benötigen Partikelfilter im Abgassystem, um die Emissionsvorschriften einzuhalten. Der Verschmutzungsgrad des Filters wird mit einem Differenzdrucksensor gemessen.

Die Sekundärlufteinblasung ist eine bewährte Methode zur Reduzierung der Schadstoffemissionen beim Kaltstart. Um die korrekte Funktion des Systems zu überprüfen, ist ein Drucksensor erforderlich.

Auspuffdruck-Sensor

Technische Merkmale

• Hohe Medienbeständigkeit gegen verunreinigte Luft aus Kraftstoff, Öl, Abgas (Blow-by) und Jod
• Manometer- oder Absolutdruckmessung
• Druckbereiche von -10 bis 10 kPa oder bis zu 400 kPa (abs.) / Berstdruck bis zu 800 kPa (abs.)
• Betriebstemperaturbereich von -40 bis +140 °C (kurzfristig +150 °C)
• Ausgangssignal: Analog von 0,5 bis 4,5 V oder digital SENT nach SAE J2716
• Genauigkeit des Ausgangssignals: Bis zu ±1% des Messbereichsendwertes innerhalb des spezifischen Temperaturbereichs 

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Als vielversprechende Art des Antriebs kann eine Brennstoffzelle aus Wasserstoff elektrische Energie bereitstellen. Um die Energiedichte zu maximieren, stehen Wasserstofftanks unter Druck. Deshalb gelten hohe Anforderungen an die Tankgehäuse und die Befüllungssysteme. Beim Wasserstoff muss der Druck über mehrere Stufen verändert werden, was eine Drucküberwachung erforderlich macht. Darüber hinaus ist Wasserstoff ein flüchtiges Gas, weshalb Drucksensoren erforderlich sind, um Lecks zu erkennen.

TDK bietet Lösungen zur Drucküberwachung am Ausgang des Druckreglers (Dekompression), am Eingang des Stacks der Brennstoffzelle sowie am Luftregelungs- und Kühlkreislauf (H₂, Luft, Wasser).

H2 MPS / LPS Serie

Technische Merkmale

• Messbereiche von 1 bis 16 bar
• Betriebstemperatur von -40 bis +140 °C
• Sehr genau und signalstabil über die gesamte Gebrauchsdauer
• Zusätzlicher Temperaturausgang optional
• Leichtes und robustes Design
• Verschiedene Schnittstellen
• Ausgangssignal: Analog, SENT

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