機遇與挑戰(zhàn)
- 工程車輛以及重型車輛設(shè)備大量使用擴充車用傳感器市場需求
- 車用排放控制傳感器的市場將被看好
- 節(jié)能和環(huán)保推動車用繼電器向組合化、更高電磁兼容的技術(shù)方向發(fā)展
- 安全性提升汽車電路保護重要性
- 新動力汽車刺激功率器件穩(wěn)步增長
隨著汽車智能化、信息化的深入，以MCU為代表的有源器件在汽車上的應(yīng)用日益增多，但同時在汽車上應(yīng)用的無源器件、分立器件和功率器件數(shù)量也在不斷增加。
無容置疑，MCU在汽車動力系統(tǒng)、車輛控制中起到核心作用，實時計算和處理汽車在行駛過程中的各種信息并及時反饋，而汽車的安全高效的運行，同樣離不開實時進(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)傳輸完整性和及時性的連接器等無源器件，還有提升安全性的電路保護器件以及能降低能耗和讓汽車更加環(huán)保的功率器件等。
在此次72屆電子展上，第六屆汽車電子論壇和汽車電子展區(qū)吸引了眾多元器件供應(yīng)商和整機廠商的關(guān)注，新的產(chǎn)品應(yīng)用讓設(shè)計工程師對汽車電子設(shè)計思路和應(yīng)用有了新的認(rèn)識。雖然目前國內(nèi)汽車電子企業(yè)研發(fā)主要集中在汽車娛樂和導(dǎo)航系統(tǒng)，但未來必然會參與動力、安全等核心系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計工程師需要深刻的理解基礎(chǔ)電子元器件在汽車上的應(yīng)用，對傳感器、執(zhí)行器、電容、電阻、ESD保護以及功率器件的知識融會貫通，才能更好地和電子元器件供應(yīng)商合作，進(jìn)行同步開發(fā)。
汽車電子中除控制器之外，傳感器、執(zhí)行器和其他無源器件也是汽車電子的基礎(chǔ)，對整個汽車系統(tǒng)起著重要的支撐作用，汽車用基礎(chǔ)電子元器件構(gòu)建的先進(jìn)系統(tǒng)為汽車的智能化提供基礎(chǔ)，每一種新的汽車電子應(yīng)用系統(tǒng)的出現(xiàn)，都將會催生新的汽車用電子元器件與之配套。
應(yīng)用需求推動車用傳感器發(fā)展
傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，直接影響到汽車技術(shù)性能的發(fā)揮。目前一輛普通汽車上大約裝有幾十多個傳感器，高級豪華轎車則需要200多個，這些傳感器主要分布在發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)和娛樂導(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、陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。其中加速度、振動、速度傳感器是汽車運動測量中的三種主要傳感器。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入加大間接擴充傳感器市場
目前汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域主要聚焦在轎車等小型私人用車領(lǐng)域上，國家于不久前提出的4萬億拉動內(nèi)需的經(jīng)濟政策，將會在基礎(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輛以及重型車輛設(shè)備參與建設(shè)，對于車用電子元件廠商將是一個巨大的商機。在中國電子展上，我們看到霍尼韋爾公司推出的6自由度慣性測量單元(IMU)傳感器——HG1171系列產(chǎn)品，使用MEMS技術(shù)來測量速度和加速度，通過檢測旋轉(zhuǎn)，速度和運動的變化實現(xiàn)三維的感應(yīng)，它能夠增強重型車輛設(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)用于工程車輛、農(nóng)用車輛、物料搬運車輛等。
綠色環(huán)保推動傳感器應(yīng)用
傳感器在汽車中應(yīng)用領(lǐng)域最大的仍然是汽車引擎和驅(qū)動部分，隨著世界各國對汽車環(huán)保法規(guī)的逐漸嚴(yán)格，控制和檢測尾氣排放的問題日益重視，車用排放控制傳感器的市場將被看好。如汽車氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器等。霍尼韋爾于此次展會推出的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)動機性能。
更多需求應(yīng)用
此外，人們對汽車安全性和智能化的不斷提高，新的應(yīng)用需求帶動傳感器新的發(fā)展，如用于提高汽車安全性和舒適性的生物體測量方面的傳感器；用于車輛動力學(xué)控制和安全氣囊的加速度計；用于傳動、剎車、冷卻、燃油等方面的壓力傳感器；用于車輛動態(tài)控制、翻車報警和GPS后備的偏航速率傳感器；用于輪速以及凸輪軸、機軸、踏板位置敏感的位置傳感器以及車廂環(huán)境監(jiān)控的濕度傳感器等。總之，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的傳感器，將會是未來傳感器市場產(chǎn)品需求的熱點。
車用繼電器的發(fā)展新趨勢
執(zhí)行器是用來精確無誤地執(zhí)行電子控制器發(fā)出的命令信號。目前汽車用機電式執(zhí)行器類型很多，如電磁閥、壓電元件、點火電子組件、繼電器、熱電耦等。其中繼電器的發(fā)展最為活躍。是僅次于汽車電子傳感器在汽車上應(yīng)用最多的車用電子元器件之一。汽車?yán)^電器主要有機電式電磁繼電器、電子混合式繼電器、熱保護繼電器、延時繼電器等幾大類。它們廣泛應(yīng)用于控制汽車啟動、預(yù)熱、空調(diào)、燈光、雨刮、電噴、油泵、防盜、音響、通信、導(dǎo)航、電動風(fēng)扇、冷卻風(fēng)扇、電動門窗、安全氣囊、防抱死制動、懸架控制以及汽車電子儀表和故障診斷等系統(tǒng)中。此次展會廈門宏發(fā)、上海飛樂都展示了自己成熟的車用繼電器產(chǎn)品。
從中國電子展的參展產(chǎn)品來看，繼電器在汽車應(yīng)用上的技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
Ø節(jié)能讓繼電器更高端
節(jié)能和環(huán)保的需求推動了電動和雙動力汽車市場的走俏，這些應(yīng)用一般需要更高電壓和電流指標(biāo)的繼電器，其中一項發(fā)展中的技術(shù)是固態(tài)繼電器(SSR)，它是監(jiān)測電動汽車電池電壓的理想元件，解決了機械繼電器或干簧繼電器功耗大、成本高的問題，并避免觸頭磨損和彈跳，延長了使用壽命。
Ø智能化組合繼電器日漸流行
組合式繼電器將傳統(tǒng)的開關(guān)繼電器與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合，成為汽車?yán)^電器的最新研發(fā)方向之一。在汽車故障診斷系統(tǒng)、自動檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)中都會用到不同功能的組合繼電器。
Ø42V汽車?yán)^電器發(fā)展迅速
鑒于14V汽車電源系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)汽車向操縱自動化、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)可以使汽車線束采用更小尺寸，可以給予電子驅(qū)動的起動器-交流發(fā)動機、交流壓縮機等系統(tǒng)大功率的支持。傳統(tǒng)的機械式繼電器、斷電保護器調(diào)節(jié)器將被淘汰,而廣泛采用具有診斷能力和電路保護功能的多路傳輸控制系統(tǒng)。
Ø對靜音及電磁兼容等性能指標(biāo)要求更嚴(yán)格
目前汽車廠商以及消費者對繼電器的靜音指標(biāo)的要求越來越嚴(yán)格，同時隨著汽車電子設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，要求汽車?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，不會對其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生干擾。
阻容元件和功率器件在汽車應(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保護器件和功率器件等在汽車電子中也有不俗的表現(xiàn)。
- 隨著汽車舒適性、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)用在汽車上，如ABS或安全氣囊、線控系統(tǒng)、燃油噴射或胎壓檢測中，需要有能夠抵御高溫和強震動環(huán)境的電容產(chǎn)品。
- 而汽車的高穩(wěn)定性要求在汽車電子控制(包括引擎、傳動和尾氣污染控制)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功能中扮演重要的角色。
- 此外，用于汽車音響系統(tǒng)和汽車導(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。
安全性提升保護電路重要性
相對于舒適性來說，安全性對于汽車電子產(chǎn)品至關(guān)重要，任何形式的失效都可能會導(dǎo)致危及人車安全的嚴(yán)重事故，汽車電路保護同樣是不容忽視的問題。
目前，汽車安全系統(tǒng)主要采用的是被動安全，如我們熟悉的安全氣囊、輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）等，在未來會出現(xiàn)主動和被動系統(tǒng)融合的趨勢，如雷達(dá)主動防撞、結(jié)合占位的安全氣囊系統(tǒng)等，也為電路保護元件創(chuàng)造新的契機。
現(xiàn)在電路設(shè)計人員可以采用的保護方案有多種，其中包括熔斷器、開關(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器件用于保護連接到汽車網(wǎng)絡(luò)的供電接口、GPS（全球定位系統(tǒng)）器件、CD換片機、立體聲音響和其它電子外設(shè)。由于在車內(nèi)充電的便攜設(shè)備對過流和過壓保護的需求越來越大，對USB接口充電裝置的電路保護將成為下一個新的市場刺激點。
新動力汽車刺激功率器件穩(wěn)步增長
結(jié)束語
從以上介紹的電子元器件在汽車上的應(yīng)用可以看出，除了不斷擴展的舒適性、安全性、娛樂性要求，環(huán)境法規(guī)、減少CO2排放和更低耗油量對發(fā)動機管理控制不斷提高的要求也將是汽車電子元件市場的主要推動力。對電動和雙動力綠色汽車的關(guān)注以及對汽車應(yīng)用的EMI和電路保護要求的不斷提高，也將進(jìn)一步推動未來汽車對電子元件的需求，國內(nèi)的汽車電子廠商和設(shè)計工程師將會有很多的機會和市場去挖掘。
