【導讀】隨著電動汽車和自動駕駛汽車的電子化程度越來越高，對于檢測車輛的狀況和控制輸入來說，傳感器已成為了必不可少的存在。TDK開發了一種無需電池即可進行輪內傳感的設備，這在過去幾乎是不可能的。這將有助于提高下一代自動駕駛汽車的安全性和舒適性。
隨著電動汽車和自動駕駛汽車的電子化程度越來越高，對于檢測車輛的狀況和控制輸入來說，傳感器已成為了必不可少的存在。TDK開發了一種無需電池即可進行輪內傳感的設備，這在過去幾乎是不可能的。這將有助于提高下一代自動駕駛汽車的安全性和舒適性。
傳感器在提高汽車性能方面的重要性
在汽車中用于檢測各種數據的傳感器是不可或缺的重要電子元件之一。不同類型的傳感器用于支持不同的功能，從動力傳動系統到轉向系統、制動器、導航系統和網絡等等。它們不僅支持安全舒適的駕駛，而且還有助于提高行駛里程并減少電力消耗。
如今，一輛汽車可能安裝有50多個傳感器。今后，為了進一步改善自動駕駛控制和高級駕駛員輔助系統(ADAS)*1的性能，對于能夠準確檢測車輛行駛狀況、周圍環境和駕駛員控制輸入的傳感器的需求將與日俱增。
汽車中安裝的TDK傳感器的類型
傳感器幾乎安裝在汽車的每個部位中，包括壓力傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、角度傳感器和運動傳感器
通過輪內傳感實時檢測運行狀況
盡管現在傳感器幾乎安裝在汽車的每個部位中，但由于電源問題，除了依靠電池運行并檢測輪胎壓力和溫度TPMS（胎壓監測系統）* 2系統之外，還未實現將傳感器放置在車輪等可移動部位中。然而，若可以準確地檢測作用在四個輪胎上的運動和作用力（在所有汽車零部件中，這些輪胎與路面直接接觸），則有可能極大地提高安全性和舒適性。為了解決輪胎內部供電和感測方面的挑戰，InWheelSense™應運而生。
InWheelSense是TDK專有的傳感解決方案，它利用稱為EH模塊（能量收集模塊）的壓電能量收集設備，并采用了一種獨特的發電方法——壓電效應* 3 （向壓電元件施加壓力* 4時產生電荷的現象），即在輪胎每次旋轉時利用該設備承載的車輛重量產生電能，由此實現了在供電困難的輪胎內進行無電池感測。由于設備的電動勢會隨著車輛的狀態而變化，例如速度、轉彎或輪胎打滑的變化，因此也可以實時檢測車輛的運行狀況。
EH模塊及其連接方式
EH模塊的尺寸為125 mm x 28 mm x 19 mm，重量為25 g，其中裝有使用壓電元件的發電單元。其緊湊的尺寸使其可以安裝在現有輪胎和車輪之間的邊界區域。
通過電動勢的變化檢測車輛的行駛狀況
通過監視電動勢的變化，可以檢測速度、轉彎和其他行駛條件的變化
輪胎與傳感器的結合極大地擴展了自動駕駛汽車和ADAS的潛力
EH模塊在每次輪胎旋轉時都會發電，當汽車以105 km/h的直線速度行駛時，平均連續輸出為1 mW。此發電量足以通過低功率微控制器進行感測并進行無線傳輸。在輪胎中安裝多個EH模塊將產生更多的功率，通過向溫度傳感器、氣壓傳感器和加速度計等多個傳感器供電，以及通過無線方式將數據傳輸至車輛，從而能夠更詳細地監控車輛數據。TDK還提供InWheelSense評估套件，該套件可輕松安裝到現有車輪上，從而簡化了EH模塊的評估。
將來，使用InWheelSense的傳感技術有望得到更加進行感測預計將具有廣泛的應用，包括檢測車輛、道路和駕駛條件，這對于實現自動駕駛汽車、輪胎維護服務以及評估輪胎和車輪的動態特性至關重要。通過新的輪內傳感解決方案，TDK將繼續為下一代汽車的發展做出貢獻。
InWheelSense評估套件
TDK提供了InWheelSense評估套件，該套件可以連接到現有車輪上，用于無線收集數據并評估EH模塊的發電性能及其感應能力。
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