機(jī)遇與挑戰(zhàn)
- 工程車(chē)輛以及重型車(chē)輛設(shè)備大量使用擴(kuò)充車(chē)用傳感器市場(chǎng)需求
- 車(chē)用排放控制傳感器的市場(chǎng)將被看好
- 節(jié)能和環(huán)保推動(dòng)車(chē)用繼電器向組合化、更高電磁兼容的技術(shù)方向發(fā)展
- 安全性提升汽車(chē)電路保護(hù)重要性
- 新動(dòng)力汽車(chē)刺激功率器件穩(wěn)步增長(zhǎng)
隨著汽車(chē)智能化、信息化的深入，以MCU為代表的有源器件在汽車(chē)上的應(yīng)用日益增多，但同時(shí)在汽車(chē)上應(yīng)用的無(wú)源器件、分立器件和功率器件數(shù)量也在不斷增加。
無(wú)容置疑，MCU在汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)輛控制中起到核心作用，實(shí)時(shí)計(jì)算和處理汽車(chē)在行駛過(guò)程中的各種信息并及時(shí)反饋，而汽車(chē)的安全高效的運(yùn)行，同樣離不開(kāi)實(shí)時(shí)進(jìn)行信息采集的傳感器、負(fù)責(zé)執(zhí)行控制的執(zhí)行器、保障數(shù)據(jù)傳輸完整性和及時(shí)性的連接器等無(wú)源器件，還有提升安全性的電路保護(hù)器件以及能降低能耗和讓汽車(chē)更加環(huán)保的功率器件等。
在此次72屆電子展上，第六屆汽車(chē)電子論壇和汽車(chē)電子展區(qū)吸引了眾多元器件供應(yīng)商和整機(jī)廠商的關(guān)注，新的產(chǎn)品應(yīng)用讓設(shè)計(jì)工程師對(duì)汽車(chē)電子設(shè)計(jì)思路和應(yīng)用有了新的認(rèn)識(shí)。雖然目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)電子企業(yè)研發(fā)主要集中在汽車(chē)娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)，但未來(lái)必然會(huì)參與動(dòng)力、安全等核心系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)工程師需要深刻的理解基礎(chǔ)電子元器件在汽車(chē)上的應(yīng)用，對(duì)傳感器、執(zhí)行器、電容、電阻、ESD保護(hù)以及功率器件的知識(shí)融會(huì)貫通，才能更好地和電子元器件供應(yīng)商合作，進(jìn)行同步開(kāi)發(fā)。
汽車(chē)電子中除控制器之外，傳感器、執(zhí)行器和其他無(wú)源器件也是汽車(chē)電子的基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)汽車(chē)系統(tǒng)起著重要的支撐作用，汽車(chē)用基礎(chǔ)電子元器件構(gòu)建的先進(jìn)系統(tǒng)為汽車(chē)的智能化提供基礎(chǔ)，每一種新的汽車(chē)電子應(yīng)用系統(tǒng)的出現(xiàn)，都將會(huì)催生新的汽車(chē)用電子元器件與之配套。
應(yīng)用需求推動(dòng)車(chē)用傳感器發(fā)展
傳感器作為汽車(chē)電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，直接影響到汽車(chē)技術(shù)性能的發(fā)揮。目前一輛普通汽車(chē)上大約裝有幾十多個(gè)傳感器，高級(jí)豪華轎車(chē)則需要200多個(gè)，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車(chē)身控制系統(tǒng)和娛樂(lè)導(dǎo)航系統(tǒng)中。
這些傳感器包括壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、陀螺儀和車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。其中加速度、振動(dòng)、速度傳感器是汽車(chē)運(yùn)動(dòng)測(cè)量中的三種主要傳感器。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大間接擴(kuò)充傳感器市場(chǎng)
目前汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域主要聚焦在轎車(chē)等小型私人用車(chē)領(lǐng)域上，國(guó)家于不久前提出的4萬(wàn)億拉動(dòng)內(nèi)需的經(jīng)濟(jì)政策，將會(huì)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面投入大量資金，這就需要大量的各種工程車(chē)輛以及重型車(chē)輛設(shè)備參與建設(shè)，對(duì)于車(chē)用電子元件廠商將是一個(gè)巨大的商機(jī)。在中國(guó)電子展上，我們看到霍尼韋爾公司推出的6自由度慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器——HG1171系列產(chǎn)品，使用MEMS技術(shù)來(lái)測(cè)量速度和加速度，通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)，速度和運(yùn)動(dòng)的變化實(shí)現(xiàn)三維的感應(yīng)，它能夠增強(qiáng)重型車(chē)輛設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率和工作能力，產(chǎn)品可應(yīng)用于工程車(chē)輛、農(nóng)用車(chē)輛、物料搬運(yùn)車(chē)輛等。
綠色環(huán)保推動(dòng)傳感器應(yīng)用
傳感器在汽車(chē)中應(yīng)用領(lǐng)域最大的仍然是汽車(chē)引擎和驅(qū)動(dòng)部分，隨著世界各國(guó)對(duì)汽車(chē)環(huán)保法規(guī)的逐漸嚴(yán)格，控制和檢測(cè)尾氣排放的問(wèn)題日益重視，車(chē)用排放控制傳感器的市場(chǎng)將被看好。如汽車(chē)氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器等。霍尼韋爾于此次展會(huì)推出的R300溫度傳感器，在EGR(排氣再循環(huán)系統(tǒng))中具有潛在應(yīng)用前景，R300系列產(chǎn)品能幫助EGR系統(tǒng)優(yōu)化氮氧化合物的排放控制，優(yōu)化燃料使用與發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
更多需求應(yīng)用
此外，人們對(duì)汽車(chē)安全性和智能化的不斷提高，新的應(yīng)用需求帶動(dòng)傳感器新的發(fā)展，如用于提高汽車(chē)安全性和舒適性的生物體測(cè)量方面的傳感器；用于車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制和安全氣囊的加速度計(jì)；用于傳動(dòng)、剎車(chē)、冷卻、燃油等方面的壓力傳感器；用于車(chē)輛動(dòng)態(tài)控制、翻車(chē)報(bào)警和GPS后備的偏航速率傳感器；用于輪速以及凸輪軸、機(jī)軸、踏板位置敏感的位置傳感器以及車(chē)廂環(huán)境監(jiān)控的濕度傳感器等?？傊?，具有高靈敏度、耐沖擊性、適應(yīng)各種環(huán)境、高可靠性、高安全性等各種功能特點(diǎn)的傳感器，將會(huì)是未來(lái)傳感器市場(chǎng)產(chǎn)品需求的熱點(diǎn)。
車(chē)用繼電器的發(fā)展新趨勢(shì)
執(zhí)行器是用來(lái)精確無(wú)誤地執(zhí)行電子控制器發(fā)出的命令信號(hào)。目前汽車(chē)用機(jī)電式執(zhí)行器類(lèi)型很多，如電磁閥、壓電元件、點(diǎn)火電子組件、繼電器、熱電耦等。其中繼電器的發(fā)展最為活躍。是僅次于汽車(chē)電子傳感器在汽車(chē)上應(yīng)用最多的車(chē)用電子元器件之一。汽車(chē)?yán)^電器主要有機(jī)電式電磁繼電器、電子混合式繼電器、熱保護(hù)繼電器、延時(shí)繼電器等幾大類(lèi)。它們廣泛應(yīng)用于控制汽車(chē)啟動(dòng)、預(yù)熱、空調(diào)、燈光、雨刮、電噴、油泵、防盜、音響、通信、導(dǎo)航、電動(dòng)風(fēng)扇、冷卻風(fēng)扇、電動(dòng)門(mén)窗、安全氣囊、防抱死制動(dòng)、懸架控制以及汽車(chē)電子儀表和故障診斷等系統(tǒng)中。此次展會(huì)廈門(mén)宏發(fā)、上海飛樂(lè)都展示了自己成熟的車(chē)用繼電器產(chǎn)品。
從中國(guó)電子展的參展產(chǎn)品來(lái)看，繼電器在汽車(chē)應(yīng)用上的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
Ø節(jié)能讓繼電器更高端
節(jié)能和環(huán)保的需求推動(dòng)了電動(dòng)和雙動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)的走俏，這些應(yīng)用一般需要更高電壓和電流指標(biāo)的繼電器，其中一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)是固態(tài)繼電器(SSR)，它是監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車(chē)電池電壓的理想元件，解決了機(jī)械繼電器或干簧繼電器功耗大、成本高的問(wèn)題，并避免觸頭磨損和彈跳，延長(zhǎng)了使用壽命。
Ø智能化組合繼電器日漸流行
組合式繼電器將傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)繼電器與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合，成為汽車(chē)?yán)^電器的最新研發(fā)方向之一。在汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)中都會(huì)用到不同功能的組合繼電器。
Ø42V汽車(chē)?yán)^電器發(fā)展迅速
鑒于14V汽車(chē)電源系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)汽車(chē)向操縱自動(dòng)化、電氣化方向發(fā)展，迫切要求把系統(tǒng)電壓提高到42V。42V系統(tǒng)可以使汽車(chē)線束采用更小尺寸，可以給予電子驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)器-交流發(fā)動(dòng)機(jī)、交流壓縮機(jī)等系統(tǒng)大功率的支持。傳統(tǒng)的機(jī)械式繼電器、斷電保護(hù)器調(diào)節(jié)器將被淘汰,而廣泛采用具有診斷能力和電路保護(hù)功能的多路傳輸控制系統(tǒng)。
Ø對(duì)靜音及電磁兼容等性能指標(biāo)要求更嚴(yán)格
目前汽車(chē)廠商以及消費(fèi)者對(duì)繼電器的靜音指標(biāo)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)隨著汽車(chē)電子設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，要求汽車(chē)?yán)^電器具備電磁兼容的性能。一方面繼電器要能夠承受、抵抗其他電子器件的電磁干擾，保持正常工作；另一方面要求繼電器本身的電磁干擾系數(shù)要盡可能小，不會(huì)對(duì)其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生干擾。
阻容元件和功率器件在汽車(chē)應(yīng)用中魅力不凡
除傳感器、繼電器外，電阻、電容、電感、連接器、EMC/EMI、ESD保護(hù)器件和功率器件等在汽車(chē)電子中也有不俗的表現(xiàn)。
- 隨著汽車(chē)舒適性、安全性以及EMC需求的增加，更多的高端電容、電阻、磁珠、電感器件也應(yīng)用在汽車(chē)上，如ABS或安全氣囊、線控系統(tǒng)、燃油噴射或胎壓檢測(cè)中，需要有能夠抵御高溫和強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境的電容產(chǎn)品。
- 而汽車(chē)的高穩(wěn)定性要求在汽車(chē)電子控制(包括引擎、傳動(dòng)和尾氣污染控制)等敏感電路中進(jìn)行精密電流監(jiān)視，高精密電阻器在這個(gè)功能中扮演重要的角色。
- 此外，用于汽車(chē)音響系統(tǒng)和汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的連接器需求也在增大，音視頻數(shù)據(jù)傳輸、車(chē)內(nèi)光纜網(wǎng)絡(luò)等都為連接器提供新的應(yīng)用空間。
安全性提升保護(hù)電路重要性
相對(duì)于舒適性來(lái)說(shuō)，安全性對(duì)于汽車(chē)電子產(chǎn)品至關(guān)重要，任何形式的失效都可能會(huì)導(dǎo)致危及人車(chē)安全的嚴(yán)重事故，汽車(chē)電路保護(hù)同樣是不容忽視的問(wèn)題。
目前，汽車(chē)安全系統(tǒng)主要采用的是被動(dòng)安全，如我們熟悉的安全氣囊、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）等，在未來(lái)會(huì)出現(xiàn)主動(dòng)和被動(dòng)系統(tǒng)融合的趨勢(shì)，如雷達(dá)主動(dòng)防撞、結(jié)合占位的安全氣囊系統(tǒng)等，也為電路保護(hù)元件創(chuàng)造新的契機(jī)。
現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)人員可以采用的保護(hù)方案有多種，其中包括熔斷器、開(kāi)關(guān)、電源管理集成電路和聚酯體正溫度系數(shù)（PPTC）器件。其中PPTC器件用于保護(hù)連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的供電接口、GPS（全球定位系統(tǒng)）器件、CD換片機(jī)、立體聲音響和其它電子外設(shè)。由于在車(chē)內(nèi)充電的便攜設(shè)備對(duì)過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)的需求越來(lái)越大，對(duì)USB接口充電裝置的電路保護(hù)將成為下一個(gè)新的市場(chǎng)刺激點(diǎn)。
新動(dòng)力汽車(chē)刺激功率器件穩(wěn)步增長(zhǎng)
結(jié)束語(yǔ)
從以上介紹的電子元器件在汽車(chē)上的應(yīng)用可以看出，除了不斷擴(kuò)展的舒適性、安全性、娛樂(lè)性要求，環(huán)境法規(guī)、減少CO2排放和更低耗油量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制不斷提高的要求也將是汽車(chē)電子元件市場(chǎng)的主要推動(dòng)力。對(duì)電動(dòng)和雙動(dòng)力綠色汽車(chē)的關(guān)注以及對(duì)汽車(chē)應(yīng)用的EMI和電路保護(hù)要求的不斷提高，也將進(jìn)一步推動(dòng)未來(lái)汽車(chē)對(duì)電子元件的需求，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)電子廠商和設(shè)計(jì)工程師將會(huì)有很多的機(jī)會(huì)和市場(chǎng)去挖掘。
