汽車電器國內外發展趨勢

為了滿足人類對安全、舒適、方便等需求，對汽車電器也提出了更高的要求。汽車制造商紛紛利用電子技術，引進新的、性能更高的電器設備，提高汽車的動力性、安全性、舒適性和經濟性。隨著計算機技術、信息技術、電子技術、新材料和新工藝的不斷進步，今后汽車電器的發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上的應用日益廣泛，現有汽車電源的供電能力出現了不足，發電機的質量和功率在不斷增大，供電電流不斷增加，而效率卻很低?，F歐美的汽車制造商與零部件制造商已達成協議，將汽車的供電系統電壓由12V提高到24V。汽車上采用12V 電壓已有30年歷史，當時對改善啟動性能，提率起了一定作用，但目前已不適應技術發展的需要。當電壓提高3倍，電流就減少2/3，因而可以大大減少電纜、電動機線圈等數量和尺寸。特別是可使一些新技術如電子控制電動氣閥機構，飛輪內裝起動機或發電機一體式結構，以及電子控制電動制動器轉向系的應用成為可能。另外，采用24V電源系統為車輛的結構改進提供了更大的可能性。例如，發動機的一些附件可以直接由新的電源系統驅動，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動機中分離出來，減少發動機的部件數量，改善設計，提高發動機的效率；對于電動制動系統，由電源直接驅動，可以省去液壓或氣壓系統，帶來更好的駕駛舒適性和更好的燃油經濟性。
2、電器趨于集成化和模塊化
汽車電器趨于集成化和模塊化是今后另一個大有發展前景的領域。為了減小體積，減輕質量，提高可靠性，要求將產品分散的部件組合成一個整體，趨于模塊化。比如發動機的點火系統、噴油系統，現在已經集成為一個發動機管理系統。通過集成化和模塊化后，可以共用傳感器、控制元件、線路，使零件數量減少，減少連接點，從而提高可靠性。西門子公司為奔馳公司*車開發的電控自動變速器，就是一個很好的例子。將控制元件及傳感器都裝入到齒輪箱內，節省了空間，電線由20根減為4根。多路傳輸技術在20世紀90年代開始推廣，先是福特公司用于林肯大陸型車上，通用公司銷售中的10%～ 20%采用此技術，采用多路傳輸技術需要有智能型傳感器及執行機構的配合。此技術可減輕質量，減少導線，因而降低成本，并提高可靠性。
3、電子器件趨于微型化
新的生產工藝的產生，使電子元件日趨微型化。例如：現在汽車的防抱死制動系統(ABS)及牽引力控制系統(TCS)其質量與體積僅為zui初開始安裝系統1/4，博世公司的燃油控制系統，在不斷提高功能的同時，大大減少了零件數量、體積與質量。經集成后，1996年減少到82個部件，僅為0.25kg，這是由于博世公司研究出一種復合技術。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，緊湊地裝在陶瓷基體上，使之成為一種能承受對汽車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℃，振動達100g環境中工作。微處理器已廣泛地應用于安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。目前，美國汽車用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。近年來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
車用傳感器是促進汽車化、電子化、自動化發展的關鍵技術之一，目前一般汽車裝有幾十到近百只傳感器，而豪華汽車大約使用二三百只傳感器( 目前汽車行業是傳感器zui大的用戶)，世界各國對車用傳感器的研究開發，提高性價比都非常重視。隨著汽車電子控制的多樣化，其所需要的傳感器種類和數量不斷增加。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，它還能進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，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、安裝方便的優點，從而免受機械特性的影響。美國的ITT 公司開發了“主動式軸承傳感器”，能更準確地測定車輪轉速。日本松下公司開發的汽車用角速度傳感器結構更緊湊，其比原來的尺寸小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廣泛的領域包括以下3個方面：一是用于高位的開關控制，以固態繼電器的型式取代傳統的機械觸點式喇叭繼電器、轉向燈繼電器、怠速繼電器、雨刮繼電器等，實現大電流、高電壓的輸出控制。由于智能功率不存在機械觸點，并可實施脈沖調制(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流、過壓保護措施以外，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載溫升，并快速關斷器件，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，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，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相連，通過MOSFET器件可直接用于電機的控制。歐洲zui大的汽車電子器件制造廠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制造帶有垂直電流功率達林頓管的高電壓點火線圈驅動器件產品VB027SP，該器件具有線圈相限內置保護電路和反壓箝位電路，允許電池線上的±100V的瞬變過沖電壓。
此外，由于汽車用計算機控制系統的數量日益增多，采用高速數據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質，以解決電子控制系統防電磁干擾的問題。隨著數字技術和電子技術的發展和進步，給汽車業帶來了巨大的變革。進入多媒體時代全新概念的汽車已經開始出現。歌樂公司與微軟公司合作，利用Windows操作系統，綜合運用汽車音響、計算機技術、導航技術及自動語言識別技術，開發出世界上*臺擁有車載計算機系統的“歌樂PS”，將車載多媒體技術推向了一個新階段。預計將聲音、圖像、辦公通信融為一體的汽車多媒體不久將成為現實。而我國汽車技術相對還比較落后，只有不斷地吸收發達國家先進的技術，充分發揮汽車機電人員、汽車集成電路研制人員、汽車軟硬件人員、汽車優化人員的才能，才能提高我國汽車電器及電子產品技術水平。