汽車(chē)電器國內外發(fā)展趨勢

為了滿(mǎn)足人類(lèi)對安全、舒適、方便等需求，對汽車(chē)電器也提出了更高的要求。汽車(chē)制造商紛紛利用電子技術(shù)，引進(jìn)新的、性能更高的電器設備，提高汽車(chē)的動(dòng)力性、安全性、舒適性和經(jīng)濟性。隨著(zhù)計算機技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、新材料和新工藝的不斷進(jìn)步，今后汽車(chē)電器的發(fā)展趨勢主要有以下方面[1]。
1、電源電壓標準由12V提高到24V
由于電子或電器元件在汽車(chē)上的應用日益廣泛，現有汽車(chē)電源的供電能力出現了不足，發(fā)電機的質(zhì)量和功率在不斷增大，供電電流不斷增加，而效率卻很低?，F歐美的汽車(chē)制造商與零部件制造商已達成協(xié)議，將汽車(chē)的供電系統電壓由12V提高到24V。汽車(chē)上采用12V 電壓已有30年歷史，當時(shí)對改善啟動(dòng)性能，提率起了一定作用，但目前已不適應技術(shù)發(fā)展的需要。當電壓提高3倍，電流就減少2/3，因而可以大大減少電纜、電動(dòng)機線(xiàn)圈等數量和尺寸。特別是可使一些新技術(shù)如電子控制電動(dòng)氣閥機構，飛輪內裝起動(dòng)機或發(fā)電機一體式結構，以及電子控制電動(dòng)制動(dòng)器轉向系的應用成為可能。另外，采用24V電源系統為車(chē)輛的結構改進(jìn)提供了更大的可能性。例如，發(fā)動(dòng)機的一些附件可以直接由新的電源系統驅動(dòng)，從而減少了空轉消耗，提高了能源利用效率；這些部件也可以從發(fā)動(dòng)機中分離出來(lái)，減少發(fā)動(dòng)機的部件數量，改善設計，提高發(fā)動(dòng)機的效率；對于電動(dòng)制動(dòng)系統，由電源直接驅動(dòng)，可以省去液壓或氣壓系統，帶來(lái)更好的駕駛舒適性和更好的燃油經(jīng)濟性。
2、電器趨于集成化和模塊化
汽車(chē)電器趨于集成化和模塊化是今后另一個(gè)大有發(fā)展前景的領(lǐng)域。為了減小體積，減輕質(zhì)量，提高可靠性，要求將產(chǎn)品分散的部件組合成一個(gè)整體，趨于模塊化。比如發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統、噴油系統，現在已經(jīng)集成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機管理系統。通過(guò)集成化和模塊化后，可以共用傳感器、控制元件、線(xiàn)路，使零件數量減少，減少連接點(diǎn)，從而提高可靠性。西門(mén)子公司為奔馳公司*車(chē)開(kāi)發(fā)的電控自動(dòng)變速器，就是一個(gè)很好的例子。將控制元件及傳感器都裝入到齒輪箱內，節省了空間，電線(xiàn)由20根減為4根。多路傳輸技術(shù)在20世紀90年代開(kāi)始推廣，先是福特公司用于林肯大陸型車(chē)上，通用公司銷(xiāo)售中的10%～ 20%采用此技術(shù)，采用多路傳輸技術(shù)需要有智能型傳感器及執行機構的配合。此技術(shù)可減輕質(zhì)量，減少導線(xiàn)，因而降低成本，并提高可靠性。
3、電子器件趨于微型化
新的生產(chǎn)工藝的產(chǎn)生，使電子元件日趨微型化。例如：現在汽車(chē)的防抱死制動(dòng)系統(ABS)及牽引力控制系統(TCS)其質(zhì)量與體積僅為zui初開(kāi)始安裝系統1/4，博世公司的燃油控制系統，在不斷提高功能的同時(shí)，大大減少了零件數量、體積與質(zhì)量。經(jīng)集成后，1996年減少到82個(gè)部件，僅為0.25kg，這是由于博世公司研究出一種復合技術(shù)。將半導體芯片、傳感器及其它部件，采用特殊的裝配及連接技術(shù)，緊湊地裝在陶瓷基體上，使之成為一種能承受對汽車(chē)電子元件苛刻要求的堅固的電控元件。它可以在溫度為-40～130℃，振動(dòng)達100g環(huán)境中工作。微處理器已廣泛地應用于安全、環(huán)保、發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)系、速度控制和故障診斷中。目前，美國汽車(chē)用8位微處理器的占多數，約占總量的65%。16位和32位微處理器正在迅速地擴大市場(chǎng)。近年來(lái)16位的用量增加約50%，而8位的僅增加11 %。
4、智能型傳感器的應用
車(chē)用傳感器是促進(jìn)汽車(chē)化、電子化、自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前一般汽車(chē)裝有幾十到近百只傳感器，而豪華汽車(chē)大約使用二三百只傳感器( 目前汽車(chē)行業(yè)是傳感器zui大的用戶(hù))，世界各國對車(chē)用傳感器的研究開(kāi)發(fā)，提高性?xún)r(jià)比都非常重視。隨著(zhù)汽車(chē)電子控制的多樣化，其所需要的傳感器種類(lèi)和數量不斷增加。為此，研究新型、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來(lái)的智能化集成傳感器，不僅要能提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大和處理。同時(shí)，它還能進(jìn)行時(shí)漂、溫漂和非線(xiàn)性的自動(dòng)校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，以保證傳感器信號的品質(zhì)不受影響。即使在特別嚴酷的使用條件下，仍能保持較高的精度。它還具有結構緊湊、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，從而免受機械特性的影響。美國的ITT 公司開(kāi)發(fā)了“主動(dòng)式軸承傳感器”，能更準確地測定車(chē)輪轉速。日本松下公司開(kāi)發(fā)的汽車(chē)用角速度傳感器結構更緊湊，其比原來(lái)的尺寸小30%，靈敏度和可靠性大大提高，可在-30～85℃，相對濕度為100%的環(huán)境下工作，并且具有自我診斷功能。
5、智能型功率集成電器
目前，智能型功率集成電路應用zui廣泛的領(lǐng)域包括以下3個(gè)方面：一是用于高位的開(kāi)關(guān)控制，以固態(tài)繼電器的型式取代傳統的機械觸點(diǎn)式喇叭繼電器、轉向燈繼電器、怠速繼電器、雨刮繼電器等，實(shí)現大電流、高電壓的輸出控制。由于智能功率不存在機械觸點(diǎn)，并可實(shí)施脈沖調制(PWM) 控制及自我保護，因此可克服電磁繼電器始終存在的機械觸點(diǎn)電火花腐蝕的困擾，提高其可靠性和壽命。二是直接取代傳統的大功率晶體管。智能型功率集成電路內部的MOSFET 器件可在150℃下工作，芯片除了提供通常的過(guò)流、過(guò)壓保護措施以外，其內部包含兩套彼此獨立的故障識別電路，以區別器件的軟短路或由外部負載硬短路引起的過(guò)載溫升，并快速關(guān)斷器件，而內嵌式的溫度傳感器則保證軟短路現象消失后恢復器件的再啟動(dòng)，使其成為“*”性電子保險絲。目前，上對智能功率芯片的研制和生產(chǎn)，美國IXYS公司已推出能工作在500V 2，1000V 10A的芯片，可直接與微處理器總線(xiàn)相連，通過(guò)MOSFET器件可直接用于電機的控制。歐洲zui大的汽車(chē)電子器件制造廠(chǎng)之一意法半導體有限公司(SGS-THOMSON)，已推出采用垂直智能功率技術(shù)制造帶有垂直電流功率達林頓管的高電壓點(diǎn)火線(xiàn)圈驅動(dòng)器件產(chǎn)品VB027SP，該器件具有線(xiàn)圈相限內置保護電路和反壓箝位電路，允許電池線(xiàn)上的±100V的瞬變過(guò)沖電壓。
此外，由于汽車(chē)用計算機控制系統的數量日益增多，采用高速數據傳輸網(wǎng)絡(luò )日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò )提供傳輸介質(zhì)，以解決電子控制系統防電磁干擾的問(wèn)題。隨著(zhù)數字技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，給汽車(chē)業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。進(jìn)入多媒體時(shí)代全新概念的汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始出現。歌樂(lè )公司與微軟公司合作，利用Windows操作系統，綜合運用汽車(chē)音響、計算機技術(shù)、導航技術(shù)及自動(dòng)語(yǔ)言識別技術(shù)，開(kāi)發(fā)出世界上*臺擁有車(chē)載計算機系統的“歌樂(lè )PS”，將車(chē)載多媒體技術(shù)推向了一個(gè)新階段。預計將聲音、圖像、辦公通信融為一體的汽車(chē)多媒體不久將成為現實(shí)。而我國汽車(chē)技術(shù)相對還比較落后，只有不斷地吸收發(fā)達國家先進(jìn)的技術(shù)，充分發(fā)揮汽車(chē)機電人員、汽車(chē)集成電路研制人員、汽車(chē)軟硬件人員、汽車(chē)優(yōu)化人員的才能，才能提高我國汽車(chē)電器及電子產(chǎn)品技術(shù)水平。