一、引言

随着全球对可再生能源和环境保护的重视，新能源汽车作为替代传统燃油车辆的重要选择正日益受到关注。而新能源汽车的核心技术之一是高效能源管理和热管理。在这方面，铂电阻作为一种重要的温度传感器，在新能源汽车领域发挥着关键作用。

新能源汽车包括电动汽车和混合动力汽车，其电池系统和电动机在运行过程中会产生大量的热量。高温环境对电池的寿命和性能都有很大的影响，因此需要有效的温度监测和控制技术来确保电池的安全和稳定运行。同时，电动机的温度控制也是关键，过高的温度可能导致电机性能下降甚至损坏。

铂电阻作为一种可靠、精确的温度传感器，具有良好的长期稳定性和响应时间，成为新能源汽车中热管理系统的理想选择。通过铂电阻的布置和测量原理，可以对电池组和电动机的温度进行实时监测，并通过控制系统实现温度的精确控制，从而提高新能源汽车的性能和安全性。

本文旨在探讨铂电阻在新能源汽车领域的应用，并分析其优势和挑战。通过深入了解铂电阻的工作原理、稳定性和精度，我们可以更好地理解其在新能源汽车中的重要作用，并为进一步改进和发展提供参考。

二、 新能源汽车的热管理需求

新能源汽车，特别是电动汽车和混合动力汽车，由于其电池系统和电动机的特性，在运行过程中会产生大量的热量。因此，有效的热管理是确保新能源汽车性能和安全的关键。

2.1 新能源汽车的电池系统和电动机的热管理挑战

(1)电池系统的热管理挑战：

充电和放电过程中，电池会产生热量，尤其是快速充电时更加显著。高温环境下，电池的寿命和性能会受到严重影响，甚至可能引发安全问题。不同电池化学类型对温度的敏感度不同，需要根据具体电池类型进行热管理策略的优化。

(2)电动机的热管理挑战：

电动机在高负载状态下会产生大量的热量，需要及时有效地散热。过高的温度会导致电动机的功率输出下降，甚至可能损坏电动机。高温环境下，电动机的冷却效果不佳，需要采取措施进行有效的温度控制。

2.2 高温环境下的电池寿命和性能问题

(1)电池寿命问题：

高温环境会加速电池的老化过程，缩短电池的使用寿命。温度过高会导致电池内部反应的速率增加，损害电池的化学结构，降低电池容量和循环寿命。

(2)电池性能问题：

温度过高会导致电池内部电解液的挥发和蒸发，降低电池的能量密度和输出功率。过高的温度会引发电池内部的自发反应，产生气体，增加电池的内阻，降低电池的效能。

2.3 需要有效的温度监测和控制技术

为了应对新能源汽车中的热管理挑战，需要采用有效的温度监测和控制技术来确保电池和电动机的安全和稳定运行。

(1)温度监测：

准确监测电池组和电动机的温度是热管理的基础。可以使用铂电阻等温度传感器来实时监测温度，并将数据反馈给控制系统。

(2)温度控制：

通过调节冷却系统的运行状态，实现对电池和电动机温度的精确控制。根据监测到的温度数据，可以采取主动的散热措施或降低功率输出来控制温度。

三、铂电阻的基本原理和特性

铂电阻是一种基于铂电阻材料的温度传感器。它的基本原理是利用铂电阻材料的温度系数，即当温度发生变化时，铂电阻的电阻值也会随之发生变化。

铂电阻材料具有非常稳定的特性，长期使用不易出现漂移，并且可以在较广泛的温度范围内提供高精度的温度测量。铂电阻材料的线性度好，不易受外界干扰，因此被广泛应用于工业领域中需要高精度温度测量的场合。

铂电阻的特性包括以下几个方面：

稳定性：铂电阻材料的稳定性非常高，能够长期保持相对稳定的温度响应特性。

线性度：铂电阻的温度响应特性与温度呈正相关线性关系，即温度升高时，铂电阻将会相应增加固定的阻值。

高精度：铂电阻的精度非常高，能够在很宽的温度范围内提供高精度的温度测量结果。

抗干扰性：铂电阻材料的电阻值不易受到外界电磁或干扰信号的影响，具有较好的抗干扰性。

温度范围广：铂电阻能够在非常广泛的温度范围内提供高精度的温度测量，通常可达-200℃至+1000℃。

表1 Pt温度传感器和NTC温度传感器对比

图1 PT芯片和NTC芯片存储500小时后不同温度漂移对比

四、铂电阻在新能源领域中的应用

4.1 电池温度监测与控制：

铂电阻温度传感器在新能源汽车电池管理系统中发挥着重要作用，它主要应用于监测电池组温度以确保电池充放电过程的安全性和高效性。充电过程中，电池会产生热量，若电池温度超出安全范围，可能导致严重事故。故铂电阻温度传感器可安装于新能源汽车单体电池或电池模组表面热点和极耳等处，为电池表面及内部的三维温度场建立提供精确的实时温度，为新能源汽车的安全性和高效性提供保障。

图2 单体电池和电池模组温度测量示意图

4.2 电池冷却系统温度监测与控制

铂电阻温度传感器在电池冷却系统中也有应用。在电动汽车的高功率充电和行驶过程中，电池会产生大量热量，需要通过冷却系统有效地散热。铂电阻温度传感器可以安装在电池冷却系统中，用于监测冷却液的温度。

具体来说，铂电阻温度传感器可以安装在电池组冷却系统的进出水口处，通过实时监测冷却液的温度变化情况，控制冷却液的循环流量和冷却风扇的启停，保持电池组温度稳定在适宜的范围内。

图3 电池冷却管道和液冷板示意图

4.3 充电桩温度监控及控制

室外充电桩受自然环境影响更容易出现线路老化、漏电、短路等问题;室内充电桩大多位于地下车库内，空间狭小，车辆密集，在高功率快速充电时更容易产生热量，发生火灾事故。所以对充电桩的过温故障实时监测、预防火灾险情是充电桩必不可少的一项功能。铂电阻温度传感器可以安装在充电桩内部的关键部位，如充电器、电缆连接器等位置，以实时监测充电桩的温度变化情况。当充电桩温度超过设定的安全阈值时，铂电阻温度传感器会向控制系统发送警报信号，触发保护措施，如降低充电功率、停机等。这有助于预防过热导致的故障和安全风险，确保充电桩的正常运行和用户的安全。另外，还可以通过铂电阻温度传感器获取的温度数据，可以进行故障诊断和维护。如果某个部件的温度异常，可能表明该部件存在故障或需要更换。监测充电桩温度可以提前发现问题，进行相应的维护和修复，以确保充电桩的可靠性和稳定性。

图4 过温引起火灾险情

4.4新能源电机温度监测及控制

电机是新能源汽车的核心部件之一，它负责将电能转换成机械能，推动车辆前进。而温度是影响电机性能和寿命的重要因素之一。电机在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，就会导致电机温度升高，从而造成降低电机效率、加速电机老化、电机转矩下降等影响。因此可将铂电阻温度传感器安装在电机的不同部位，以贴近电芯，缩短响应时间，达到实时监测电机的温度的目的。当温度超过设定的安全阀值后，铂电阻温度传感器会向控制系统发送警报信号，触发保护措施，如降低电机功率、停机及控制冷却系统的运行参数等，这有助于预防过热导致的故障和安全风险，确保电机的正常运行和使用者的安全。

图5 扁线电机安装的铂电阻温度传感器

五、 总结与展望

随着科技不断进步和创新，铂电阻温度传感器在新能源汽车技术中的作用将变得更加重要，为行业带来革新。广州德芯半导体科技有限公司长期专注于铂电阻温度传感器领域的研发与应用，具备深厚的研发实力和技术积累，公司的铂电阻温度传感器具备了高稳定性、强抗干扰性、测温范围宽和高精度等优点。我们将继续深耕铂电阻温度传感器技术及其应用，致力于为客户提供高品质、高性能的铂电阻温度传感器解决方案，以满足各种不同应用场景的需求。在未来，我们将继续不断创新和提升产品性能，为客户提供更优质的服务。