Peranan dan Prinsip Kerja Penderia Suhu Termistor NTC dalam Sistem Stereng Kuasa Automotif

Penderia suhu termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) memainkan peranan penting dalam sistem stereng kuasa automotif, terutamanya untuk pemantauan suhu dan memastikan keselamatan sistem. Di bawah ialah analisis terperinci tentang fungsi dan prinsip kerja mereka:

I. Fungsi NTC Thermistors

1. Perlindungan Terlalu Panas
   • Pemantauan Suhu Motor:Dalam sistem Pemandu Kuasa Elektrik (EPS), operasi motor yang berpanjangan boleh menyebabkan terlalu panas disebabkan oleh beban lampau atau faktor persekitaran. Penderia NTC memantau suhu motor dalam masa nyata. Jika suhu melebihi ambang selamat, sistem mengehadkan output kuasa atau mencetuskan langkah perlindungan untuk mengelakkan kerosakan motor.
   • Pemantauan Suhu Bendalir Hidraulik:Dalam sistem Electro-Hydraulic Power Steering (EHPS), suhu bendalir hidraulik yang dinaikkan mengurangkan kelikatan, merendahkan bantuan stereng. Sensor NTC memastikan bendalir kekal dalam julat operasi, menghalang degradasi meterai atau kebocoran.
2. Pengoptimuman Prestasi Sistem
   • Pampasan Suhu Rendah:Pada suhu rendah, kelikatan bendalir hidraulik yang meningkat boleh mengurangkan bantuan stereng. Sensor NTC menyediakan data suhu, membolehkan sistem melaraskan ciri bantuan (cth, meningkatkan arus motor atau melaraskan bukaan injap hidraulik) untuk rasa stereng yang konsisten.
   • Kawalan Dinamik:Data suhu masa nyata mengoptimumkan algoritma kawalan untuk meningkatkan kecekapan tenaga dan kelajuan tindak balas.
3. Diagnosis Kesalahan dan Lebihan Keselamatan
   • Mengesan kerosakan sensor (cth, litar terbuka/pintas), mencetuskan kod ralat dan mengaktifkan mod selamat gagal untuk mengekalkan kefungsian stereng asas.

II. Prinsip Kerja Thermistors NTC

1. Hubungan Rintangan Suhu
   Rintangan termistor NTC berkurangan secara eksponen dengan peningkatan suhu, mengikut formula:

                                                             RT=R0​⋅eB(T1−T01)

di manaRT= rintangan pada suhuT,R0 = rintangan nominal pada suhu rujukanT0​ (cth, 25°C), danB= pemalar bahan.

2. Penukaran dan Pemprosesan Isyarat
   • Litar Pembahagi Voltan: NTC disepadukan ke dalam litar pembahagi voltan dengan perintang tetap. Perubahan rintangan akibat suhu mengubah voltan pada nod pembahagi.
   • Penukaran dan Pengiraan AD: ECU menukar isyarat voltan kepada suhu menggunakan jadual carian atau persamaan Steinhart-Hart:

                                                             T1=A+Bln(R)+C(ln(R))3

• Pengaktifan Ambang: ECU mencetuskan tindakan perlindungan (cth, pengurangan kuasa) berdasarkan ambang pratetap (cth, 120°C untuk motor, 80°C untuk bendalir hidraulik).
2. Kebolehsuaian Persekitaran
   • Pembungkusan Teguh: Menggunakan bahan bersuhu tinggi, tahan minyak dan kalis getaran (cth, resin epoksi atau keluli tahan karat) untuk persekitaran automotif yang keras.
   • Penapisan Bunyi: Litar penyaman isyarat menggabungkan penapis untuk menghapuskan gangguan elektromagnet.

     

III. Aplikasi Biasa

1. Pemantauan Suhu Penggulungan Motor EPS
   • Dibenamkan dalam pemegun motor untuk mengesan suhu penggulungan secara langsung, mencegah kegagalan penebat.
2. Pemantauan Suhu Litar Bendalir Hidraulik
   • Dipasang dalam laluan peredaran bendalir untuk membimbing pelarasan injap kawalan.
3. Pemantauan Pelesapan Haba ECU
   • Memantau suhu dalaman ECU untuk mengelakkan degradasi komponen elektronik.

IV. Cabaran dan Penyelesaian Teknikal

• Pampasan tidak linear:Penentukuran ketepatan tinggi atau linearisasi piecewise meningkatkan ketepatan pengiraan suhu.
• Pengoptimuman Masa Respons:NTC faktor bentuk kecil mengurangkan masa tindak balas terma (cth, <10 saat).
• Kestabilan Jangka Panjang:NTC gred automotif (cth, diperakui AEC-Q200) memastikan kebolehpercayaan merentas suhu yang luas (-40°C hingga 150°C).

Ringkasan

Termistor NTC dalam sistem stereng kuasa automotif membolehkan pemantauan suhu masa nyata untuk perlindungan terlalu panas, pengoptimuman prestasi dan diagnosis kerosakan. Prinsip teras mereka memanfaatkan perubahan rintangan yang bergantung kepada suhu, digabungkan dengan reka bentuk litar dan algoritma kawalan, untuk memastikan operasi yang selamat dan cekap. Apabila pemanduan autonomi berkembang, data suhu akan terus menyokong penyelenggaraan ramalan dan penyepaduan sistem lanjutan.