原创 EV起量，高精度位置传感器“起飞”

EV起量，高精度位置传感器“起飞”

对外部磁场几近“免疫”的能力，成为艾迈斯欧司朗位置传感器“入主”高性能应用领域的核心优势。

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“匹马行将久，征途去转难。不知边地远，神鸽羽衣单。”

飞鸽传书的历史由来已久，但相信很多人都不了解信鸽并非是靠眼睛辨别方向，而是凭借地球磁场来确定方位。

将磁性位置感知形成技术并大规模应用，这有赖于人们的创造力和科技的进步。近年来，伴随新能源汽车以及三电系统的普及，磁性/电感位置传感器的需求迎来大幅增长。

艾迈斯欧司朗作为高精度位置传感器领域的重要玩家，对此有着深刻感知。

1、高性能位置传感器在EV上“起飞”

动力来源是新能源汽车与传统燃油车的主要区别之一，新能源汽车的电子电气架构主要使用电池、电机、电控有关的以电流为主的电磁类传感器，燃油车动力系统则主要以测量压力、温度、气体的传感器为主；电磁类传感器需求有望随新能源汽车渗透率提高逐步放量。

“新能源车由于车内电流变大，磁场效应更强，在这种严苛环境下使用，对位置传感器等器件提出了更高的性能要求，”艾迈斯欧司朗汽车客户技术经理李铭豪说道，“我们的产品由于具有独特的抗外部磁场干扰能力，近年来在汽车上得到大量应用。”

用于检测车身高度的车身位置传感是其中一个典型应用，例如当汽车在上坡、下坡，或者左转、右转的时候，它可以利用车身高度方面的信息去做相应的执行与处理。

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“比如艾迈斯欧司朗现有的ADB自适应前大灯产品，车灯需要根据车身的位置变化去做相应的角度调节，就需要位置传感器提供相应信息。”

汽车新能源化、智能化的快速发展使得车身位置传感的需求暴增，特别在中国有着非常大的需求量，“我们也和很多客户一起做了非常多Design in的项目。”

据悉，身处汽车行业的大变局时代，很多领先车企也在大力开发并推广一些新的协议，例如PSI5（外设传感器接口5），由于它能够提供安全的数据传输，并且有助于减小车辆线束和接头的尺寸、重量和成本，因而成为汽车位置传感应用的理想接口。

应用于车身位置传感的AS517x系列，正能满足PSI5协议，同时该产品不需要PCB板，客户只需将其注塑成型在最终的产品中即可实现功能应用，大幅降低成本并提升安装便捷度。

车的主动避震阻尼系统，即通过电机驱动高动态液压泵来实现主动避震，也是我们在国内的又一成功案例。”

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在这套系统中对电机控制有着很高的要求，比如抗油污、抗磁场干扰，同时还有结构要求，比如电机中要有足够的空气隙，AS5147U就能够很好满足。

此外，AS5147U还可用于EPS（电动助力转向系统）电机当中，去检测方向盘转动的角度。在EPS系统当中，传感器的精度越高，电机运转将越顺滑，因此也对传感器的性能提出更高要求，同时由于艾迈斯欧司朗独特的抗外部磁场优势，几乎可以达到“免疫”的效果，类似的场景应用还在不断扩增。

比如说用于自动档档位，替代传统的3D霍尔方案，以2D霍尔+距离检测实现，大幅降低调试成本，“因为我们的产品（AS5200）基本不需要调试，只要安装后即可保证它的测量精度，这相比3D霍尔方案很复杂的调试过程，会带来很大成本优势。”据悉，这套方案也已被国际大厂实际采用，用量需求相当可观。

当下仍较为热门的应用还有主动刹车系统，在电机控制辅助刹车的过程中，还能做到能量回收，由于这套系统需要采用穿心轴的结构，因此电感式位置传感器正好适用。“这套产品其实已经大量用于一些汽车大厂的主动刹车系统中，帮助刹车带来更加智能化的控制。”

2、高性能的支点

作为测量元件运转或运动所处位置的装置，位置传感器其实一直在汽车中有诸多应用，比如曲轴位置传感器、节气门位置传感器、油门踏板传感器、液位传感器、座椅位置传感器等，“像双离合传动的电动执行器，在传统车当中仍应用颇多。”

但由于新能源汽车的加速渗透，这类常规应用多已经采用了磁性位置传感器，可以说这个技术已相当普及。

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除了在汽车之外，位置传感器的另一个增长点即在各类电机。当下，电机的用量与日俱增，而电机的发展趋势正由过去的有刷电机向无刷电机过渡。对于无刷电机来说，位置传感器是必不可少的一个组成部分。

“同时，传感器本身也在不断迭代，例如从以前的分立到现在的集成方案，在提供更高精度的同时，也在不断降低电机的损耗、以及电机的尺寸，这其实都对高精度位置传感器提出了需求。”

艾迈斯欧司朗的位置传感器系列其实定位高端，主打高性能产品，这也是为何其能在新能源汽车快速发展的过程中抢占优势的关键点。

在谈及该产品系列的独特优势时，李铭豪认为独特的抗外部磁场的干扰能力可以说是业界首屈一指，这也源于艾迈斯欧司朗30年的磁编产品开发经验及丰富的产品系列。

“我们用了独特的传感技术，用水平霍尔传感来测量磁场的垂直分量，这个分量在对抗外部磁场干扰时，正好能在差分后消除，从而达到对外部磁场免疫的效果。而市面其他公司的产品例如GMR、TMR 或垂直霍尔（测Bx和By），以及水平霍尔加了集磁环的方式，都会引入水平方向磁场的干扰，从而加大了对外部磁场的敏感度。”

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如果用一组测试数据说明，例如 GMR等产品在1000A/m的干扰磁场测试条件下已有非常大的误差，而艾迈斯欧司朗的位置传感器在同等条件下几乎没有任何误差，“我们的产品可以达到20000A/m的抗干能力，相比市面其他产品几乎是20倍的性能优势。”

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此外，由于采用水平霍尔的传感方式，这也给艾迈斯欧司朗的位置传感产品带来一段较好的磁场线性区域，在实际应用装配时带来极大简化，因为即使磁铁跟芯片中心没有对齐，位置传感器产品仍能保持很好的线性度，无需额外去做线性补偿。

“比如我们之前提到用于主动避震阻尼系统和EPS电机的AS5147U，在整个行业中磁编产品的性能数据都可以说是顶尖状态了，非常能打！”

据悉，像一些国际领先车厂，都在主推更高的抗外部磁场干扰能力的标准，将1000A/m的行业标准提高到4000A/m，在这种情况下，艾迈斯欧司朗的产品更将脱颖而出。“我们已经看到很多竞争对手为了应对部分车企的新标准，以牺牲一定的线性度为条件。”

3、AI智能体即将开启的又一春天

就在前不久刚刚落幕的2023 世界人工智能大会（WAIC）上，特斯拉首席执行官马斯克在视频致辞中表示，未来地球上机器人的数量将会超过人类的数量，人形机器人会帮助人类去做一些无聊、重复且危险的工作。

实际上马斯克早在特斯拉2023年股东大会上便表示，人形机器人将是今后特斯拉主要的长期价值来源，“如果人形机器人和人的比例是2比1左右，那么人们对机器人的需求量可能是100亿乃至200亿个，远超电动车的数量。”

年初大语言模型的爆火，给构建AI智能体带来了全新的可能性，因为基于LLM的智能体可以利用预训练模型中蕴含的世界知识，生成一致的行动计划或可执行策略，这就非常适合应用于游戏和机器人之类的任务，而AI大脑的载体可以是任何形式，比如人形机器人。

搭载AI大脑的AI智能体发展潜力可谓有目共睹。

OpenAI联合创始人、特斯拉前人工智能总监Andrej Karpathy也在最近高呼，AI智能体代表着一个疯狂的未来。

而AI智能体除了需要AI大脑，高性能传感器必不可少——通过传感器收集环境信息，利用机械执行器进行物理操作，或者通过机器人等具体实体与人类和环境进行实时互动。

以磁性位置传感器为例。

磁性位置传感器是当前服务、工业机器人中最广泛使用的传感器技术之一，几乎机器人的每个关节都使用两个或多个位置传感器。

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未来，伴随AI智能体的起量，对高精度位置传感器的需求也会不断加码，整个市场将进一步扩容。

“位置传感器的发展其实也在不断顺应技术、人类的发展需求，”李铭豪说，“未来，一方面，位置传感器产品会越来越细分，深耕细分市场，比如去满足低速、高速等差异化需求；另一方面，一些市场，例如汽车，对产品的功能安全性要求越来越高，我们也会结合两种不同的技术去开发新的产品，比如结合磁性和电感，在同一个系统中配备两种不同原理的传感技术，进一步提高整个系统的可靠性。”

“在高精度位置传感器这一块，其实我们已经看到了市场明确的方向和需求，艾迈斯欧司朗未来几年的产品路线图也随之确定，以求进一步引领市场。”