發布日期：2022-07-14 點擊率：88
Strategy Analytics預測從2004年到2009年,全球車用傳感器將呈現9%左右的成長率,2008年市場需求量估計將可達億個。中國市場更是車用傳感器發展的溫床,計世資訊(CCW Research)最新調查數據顯示,2006年中國汽車傳感器的市場銷售額達到3.9億美元,同比增長率為42.8%,2007年-2010年期間中國汽車傳感器市場銷售額的年度復合增長率將超過35%。預計2007年市場銷售額將達到5.4億美元,其同比增長率為36.3%；預計2009年市場銷售額將接近10.5億美元,其同比增長率為40.5%；預計2010年市場銷售額將超過13.2億美元,其同比增長率為35.2%。
汽車電子涉及到的傳感器種類繁多,我們將為你分析中國市場內最具代表意義的傳感器技術發展概況,為你的相關設計工作提供一點啟示。
安全性能成主打,創新應用不斷涌現
隨著汽車的逐漸普及,人們對汽車安全性能、舒適性能的要求已經越來越高,很多國家甚至制定相關標準來對此進行規范化管理。英飛凌科技北美公司汽車、工業和多元化電子市場部總經理Christopher Cook表示:“美國汽車界要求汽車采用車輪胎壓監測系統(TPMS)以滿足相關安全法規。我們的目標是開發越來越智能化的傳感器,使汽車駕駛更加安全,油耗和污染排放進一步降低,在引擎管理中發揮越來越重要的作用。”而其它地區,特別是歐洲,TPMS也正日漸普及。人們對汽車安全性的重視度可見一斑。為了幫助客戶提升汽車產品的競爭力,各個傳感器廠商在技術發展上特別用心,除了繼續走智能化、集成化以及小型化路線以外,傳感器創新的應用模式也不斷涌現。
英飛凌去年年底在Convergence 2006展會上推出了SP35胎壓傳感器,這是第一款將TPMS模塊所有功能融入單一封裝的器件。這個高度集成的器件安裝在印刷電路板(PCB)上,與電池和天線一起組成一個完整的TPMS模塊,使汽車行業供應商可以經濟有效地滿足美國安全法規的要求。該獨立封裝器件集成了帶有8位微控制器的微機電系統(MEMS)壓力、加速和溫度傳感器,TPMS模塊和電子控制單元之間通過調幅/調頻(AM/FM)、射頻(RF)發送器和低頻(LF)接收器進行無線通信。MCU芯片還帶有存儲器、電池電壓監測器和高級功率控制單元。通過去除TPMS模塊中的獨立通信芯片,SP35使模塊設計復雜度和成本降低了大約10%。
與英飛凌SP35的單片TPMS解決方案相呼應,飛思卡爾的8針腳胎壓監測傳感器MPXY8020A也是一款高集成度產品。它由一個變容壓力傳感器元件、一個溫度傳感元件和一個界面電路(具有喚醒功能)組成,所有這三個元件都在單塊芯片中(如圖1所示)。MPXY8020A可與遙控車門開關(RKE)系統結合使用,提供一個高度集成的低成本系統。
圖1:飛思卡爾胎壓監視傳感器MPXY8020A結構示意圖。
MEMS是面向汽車安全應用的傳感器技術的一個亮點。專家最新提出一個汽車“黑匣子”的概念,該“黑匣子”用以監控汽車的速度、安全帶的使用狀況以及由于汽車急轉彎、急剎車、行駛不穩定、異常減速和不安全倒車等原因造成的超重力行駛,為駕駛者提供指導和預警幫助。這些系統配有加速感應器和回轉感應器,采用MEMS技術以減小器件尺寸和成本,并獲得了市場的認可。Memsic公司北美銷售總監John P. Pyle表示:“‘黑匣子’的市場將遍及全世界,我們預期未來所有的汽車生產商都將會安裝某種形式的黑匣子。這必將導致MEMS傳感器和加速感應器市場份額的急劇擴大。我們預計到2007年,MEMS傳感器在汽車領域的銷售規模將達15億美元,這包括所有的MEMS傳感器和加速感應器,其中加速感應器占70%。”
在高端的汽車中,人們常常會使用智能圖像傳感器來輔助駕駛。由于該傳感器價格昂貴,一直未能普及,但是就在近日,瑞士CSEM公司宣稱其利用ViSe智能圖像傳感器設計的實時視覺系統,能把汽車視覺系統的成本從數千美元降低到數百美元。CSEM采用了雙芯片解決方案,即該公司專有的視覺傳感器搭配ADI公司并不昂貴的Blackfin DSP。CSEM正計劃下一步把一個專有DSP芯片和其圖像芯片集成在一起,提供單芯片解決方案。
面向倒車系統應用的傳感器技術也是目前的熱門之一。Murata推出了一系列超聲波傳感器產品用于倒車系統。以其MA40MF14-5B為例,該產品不僅具有小體積、防水、窄范圍檢測、響鈴時間短等特點,最特別之處為該產品采用了110°×50°的不對稱光柵,以提高檢測的準確性,避免誤操作。如圖2所示。
圖2:MA40MF14-5B光柵方位圖。
從精準處入手,優化發動機、底盤控制技術
作為汽車的核心技術,發動機控制系統和底盤控制系統對傳感器的要求一直以高精度與高可靠性為主。這類傳感器技術已經非常成熟,其市場也主要以北美和歐洲為主。在這個應用領域內,為了進一步提升汽車的附加價值,傳感器廠商在精準處下了不少功夫,如利用先進傳感器提升電池的使用效率等。
以德爾福公司新近推出的電池IVT傳感器為例,由于車載電子設備越來越多,使為其提供電力的電池和交流電機工作負荷不斷增大,因此對電池充電狀態(SOC)進行準確計算以確保電池發揮最佳性能的重要性也日益突出。德爾福的電池IVT傳感器可幫助電池達到最佳性能,采用了IVT傳感器后,每加侖燃油能支持汽車多跑0.5英里。該電池IVT傳感器可精確測量作為確定電池工作狀態三大關鍵參數的電流(I)、電壓(V)和溫度(T)。德爾福公司創新及電子/電氣系統全球總監Dave Wright表示,“在電池處于滿充狀態時,德爾福的電池IVT傳感器可減少交流發電機所需輸出的電力,從而降低發動機的機械載荷并達到提高燃料效率的目的。”
圖3:傳感器在汽車中的應用圖解。
目前中國生產汽車發動機及底盤控制系統的廠商并不多,因此在中國市場上,面向這類應用的傳感器寥寥無幾。而面向車身控制以及信息娛樂系統的市場則非常大,市場上涌現了大批技術成熟的產品。如何將這些優秀的產品加以創新的應用,則是汽車廠商們面臨的首要問題,也是決定汽車“檔次”的關鍵問題。
作者:孔文
