汽车电器国内外发展趋势

为了满足人类对安全、舒适、方便等需求，对汽车电器也提出了更高的要求。汽车制造商纷纷利用电子技术，引进新的、性能更高的电器设备，提高汽车的动力性、安全性、舒适性和经济性。随着计算机技术、信息技术、电子技术、新材料和新工艺的不断进步，今后汽车电器的发展趋势主要有以下方面[1]。
1、电源电压标准由12V提高到24V
由于电子或电器元件在汽车上的应用日益广泛，现有汽车电源的供电能力出现了不足，发电机的质量和功率在不断增大，供电电流不断增加，而效率却很低。现欧美的汽车制造商与零部件制造商已达成协议，将汽车的供电系统电压由12V提高到24V。汽车上采用12V 电压已有30年历史，当时对改善启动性能，提率起了一定作用，但目前已不适应技术发展的需要。当电压提高3倍，电流就减少2/3，因而可以大大减少电缆、电动机线圈等数量和尺寸。特别是可使一些新技术如电子控制电动气阀机构，飞轮内装起动机或发电机一体式结构，以及电子控制电动制动器转向系的应用成为可能。另外，采用24V电源系统为车辆的结构改进提供了更大的可能性。例如，发动机的一些附件可以直接由新的电源系统驱动，从而减少了空转消耗，提高了能源利用效率；这些部件也可以从发动机中分离出来，减少发动机的部件数量，改善设计，提高发动机的效率；对于电动制动系统，由电源直接驱动，可以省去液压或气压系统，带来更好的驾驶舒适性和更好的燃油经济性。
2、电器趋于集成化和模块化
汽车电器趋于集成化和模块化是今后另一个大有发展前景的领域。为了减小体积，减轻质量，提高可靠性，要求将产品分散的部件组合成一个整体，趋于模块化。比如发动机的点火系统、喷油系统，现在已经集成为一个发动机管理系统。通过集成化和模块化后，可以共用传感器、控制元件、线路，使零件数量减少，减少连接点，从而提高可靠性。西门子公司为奔驰公司*车开发的电控自动变速器，就是一个很好的例子。将控制元件及传感器都装入到齿轮箱内，节省了空间，电线由20根减为4根。多路传输技术在20世纪90年代开始推广，先是福特公司用于林肯大陆型车上，通用公司销售中的10%～ 20%采用此技术，采用多路传输技术需要有智能型传感器及执行机构的配合。此技术可减轻质量，减少导线，因而降低成本，并提高可靠性。
3、电子器件趋于微型化
新的生产工艺的产生，使电子元件日趋微型化。例如：现在汽车的防抱死制动系统(ABS)及牵引力控制系统(TCS)其质量与体积仅为zui初开始安装系统1/4，博世公司的燃油控制系统，在不断提高功能的同时，大大减少了零件数量、体积与质量。经集成后，1996年减少到82个部件，仅为0.25kg，这是由于博世公司研究出一种复合技术。将半导体芯片、传感器及其它部件，采用特殊的装配及连接技术，紧凑地装在陶瓷基体上，使之成为一种能承受对汽车电子元件苛刻要求的坚固的电控元件。它可以在温度为-40～130℃，振动达100g环境中工作。微处理器已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。目前，美国汽车用8位微处理器的占多数，约占总量的65%。16位和32位微处理器正在迅速地扩大市场。近年来16位的用量增加约50%，而8位的仅增加11 %。
4、智能型传感器的应用
车用传感器是促进汽车化、电子化、自动化发展的关键技术之一，目前一般汽车装有几十到近百只传感器，而豪华汽车大约使用二三百只传感器( 目前汽车行业是传感器zui大的用户)，世界各国对车用传感器的研究开发，提高性价比都非常重视。随着汽车电子控制的多样化，其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此，研究新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器，不仅要能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。同时，它还能进行时漂、温漂和非线性的自动校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，以保证传感器信号的品质不受影响。即使在特别严酷的使用条件下，仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。美国的ITT 公司开发了“主动式轴承传感器”，能更准确地测定车轮转速。日本松下公司开发的汽车用角速度传感器结构更紧凑，其比原来的尺寸小30%，灵敏度和可靠性大大提高，可在-30～85℃，相对湿度为100%的环境下工作，并且具有自我诊断功能。
5、智能型功率集成电器
目前，智能型功率集成电路应用zui广泛的领域包括以下3个方面：一是用于高位的开关控制，以固态继电器的型式取代传统的机械触点式喇叭继电器、转向灯继电器、怠速继电器、雨刮继电器等，实现大电流、高电压的输出控制。由于智能功率不存在机械触点，并可实施脉冲调制(PWM) 控制及自我保护，因此可克服电磁继电器始终存在的机械触点电火花腐蚀的困扰，提高其可靠性和寿命。二是直接取代传统的大功率晶体管。智能型功率集成电路内部的MOSFET 器件可在150℃下工作，芯片除了提供通常的过流、过压保护措施以外，其内部包含两套彼此独立的故障识别电路，以区别器件的软短路或由外部负载硬短路引起的过载温升，并快速关断器件，而内嵌式的温度传感器则保证软短路现象消失后恢复器件的再启动，使其成为“*”性电子保险丝。目前，上对智能功率芯片的研制和生产，美国IXYS公司已推出能工作在500V 2，1000V 10A的芯片，可直接与微处理器总线相连，通过MOSFET器件可直接用于电机的控制。欧洲zui大的汽车电子器件制造厂之一意法半导体有限公司(SGS-THOMSON)，已推出采用垂直智能功率技术制造带有垂直电流功率达林顿管的高电压点火线圈驱动器件产品VB027SP，该器件具有线圈相限内置保护电路和反压箝位电路，允许电池线上的±100V的瞬变过冲电压。
此外，由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多，采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质，以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。随着数字技术和电子技术的发展和进步，给汽车业带来了巨大的变革。进入多媒体时代全新概念的汽车已经开始出现。歌乐公司与微软公司合作，利用Windows操作系统，综合运用汽车音响、计算机技术、导航技术及自动语言识别技术，开发出世界上*台拥有车载计算机系统的“歌乐PS”，将车载多媒体技术推向了一个新阶段。预计将声音、图像、办公通信融为一体的汽车多媒体不久将成为现实。而我国汽车技术相对还比较落后，只有不断地吸收发达国家先进的技术，充分发挥汽车机电人员、汽车集成电路研制人员、汽车软硬件人员、汽车优化人员的才能，才能提高我国汽车电器及电子产品技术水平。