2022年行業(yè)分析電子技術在汽車上的應用及發(fā)展趨勢

電子技術在汽車上的應用及發(fā)展趨勢自20世紀70年月以來，電子技術開頭在汽車上快速進展和廣泛應用，尤其是近幾年各種排放性能、燃油經濟性和平安性能等法規(guī)的強制性要求，極大推動了電子技術在汽車領域的推廣使用，使汽車電子化程度不斷提高，性能不斷加強。

1汽車電子技術應用現狀

作為汽車工業(yè)與電子工業(yè)的結合，汽車電子產業(yè)得到了飛速進展。目前，西方發(fā)達國家的電子產品在轎車整車制造價格中所占的份量已經達到了15%~20%，估計到2022年將達到25%~35%。汽車電子技術不僅推動了汽車工業(yè)的進展，同時也極大地促進了電子產品市場的進展?，F代汽車電子技術在改善汽車動力性、經濟性、平安性、行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性等方面發(fā)揮著不行替代的作用。詳細來說，汽車電子技術的應用主要可分為以下四個方面。

1.1動力傳動電子掌握系統(tǒng)

主要包括發(fā)動機電子掌握(包括汽油機和柴油機)、自動變速器掌握(ECT、CVT/ECVT等)以及動力傳動總成的綜合電子掌握等。掌握系統(tǒng)主要由各種傳感器、執(zhí)行機構和電控單元(ECU)組成。其主要是保證汽車在不同的工況下均能處在最佳狀態(tài)下運行，并簡化駕駛員的有關操作，從而降低油耗和排放，削減動力傳動系統(tǒng)的沖擊，減輕駕駛人員的勞動強度，提高汽車的動力性、經濟性和舒適性。

1.2底盤電子掌握系統(tǒng)

包括制動防滑與動態(tài)車身掌握系統(tǒng)(ABS/ASR、ESP/VDC)、牽引力掌握系統(tǒng)、懸架及車高掌握系統(tǒng)、輪胎監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)、巡航掌握系統(tǒng)(CCS)、轉向掌握系統(tǒng)(如4WS)、驅動掌握系統(tǒng)(如4WD)等。其主要用于提高汽車的平安性、舒適性和動力性等。近些年來，這類掌握系統(tǒng)開頭在一般轎車上廣泛采納。

1.3車身電子掌握系統(tǒng)

主要包括平安氣囊(SRS)、自動座椅、自動空調掌握、車內噪音掌握、中央防盜門鎖、視野照明掌握、自動刮水器、自動門窗、自動防撞系統(tǒng)以及滿意不同用電設備的電源管理系統(tǒng)。主要是用來增加汽車的平安性、舒適性和便利性。

1.4多媒體消遣、通訊系統(tǒng)

主要包括車載多媒體系統(tǒng)、駕駛員信息系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)(1TS)，車輛導航系統(tǒng)(GPS/DGPS等)、計算機網絡系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)等。用于聯結“人―車―外界環(huán)境信息”，以及協(xié)調整車各部分的電子掌握功能。

2汽車電子技術進展趨勢

隨著更加先進的靈活型傳感器、快速響應的執(zhí)行器、高性能ECU、先進的掌握策略、計算機網絡技術、雷達技術、第3代移動通訊技術在汽車上的廣泛應用，現代汽車正朝著更加智能化、自動化和信息化的機電一體化產品方向進展，以達到“人―汽車―環(huán)境”的完善協(xié)調。

2.1傳感器

隨著汽車電子化進展，自動化越高，對傳感器的依靠程度也就越大。汽車用傳感器的種類多樣化和使用數量的增加，使得傳感器朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向進展。這些將使將來的智能化集成傳感器不僅能供應用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大等處理；同時它還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自校正，具有較強的反抗外部電磁干擾的力量，保證傳感器信號的質量不受影響，即使在特殊嚴酷的使用條件下仍能保持較高的精度；另外，它還具有結構緊湊、安裝便利的優(yōu)點，從而免受機械特性的影響。

2.2微處理器(ECU)

自從1976美國通用汽車公司勝利的將ECU應用到汽車發(fā)動機的掌握系統(tǒng)中后，汽車電子掌握系統(tǒng)進入到了新的高速進展階段，隨后ECU被應用到動力傳動、車身、平安等掌握系統(tǒng)中。由于汽車用ECU對牢靠性、信息處理力量、實時掌握力量及成本上的特別要求，基于通用芯片開發(fā)出的ECU已經很難滿意汽車電子掌握系統(tǒng)的要求，因此，開發(fā)出具有多路同步實時掌握、自帶A/D與D/A、自我診斷、高輸入/輸出等功能的汽車專用ECU系統(tǒng)具有很高的現實意義。隨著汽車電子掌握日趨集中化，ECU需要處理的信息量不斷增加，因此，16位和32位ECU將成為將來汽車用ECU的首選，估計在今后幾年內需求量將增加50%以上，逐步成為車用ECU的主流。

2.3執(zhí)行器

目前汽車上所使用的執(zhí)行器主要有電磁式、電動式和氣動/液動式。電磁和電動式的執(zhí)行器是以電為動力的操作機構，具有體積小、重量輕、響應速度快、耗能小的特點，但是，與氣動/液動式執(zhí)行器相比，輸出驅動力量則不足，無法滿意將來汽車掌握領域大驅動輸出的需要。但是，隨著新材料、新工藝、新機構設計的采納，電磁和電動式執(zhí)行器將漸漸取代氣動/液動執(zhí)行器，尤其是在將來汽車普遍更換42V新型電源系統(tǒng)之后，輸出驅動力量將大幅度提升，完全可以取代傳統(tǒng)的氣動/液動系統(tǒng)。

2.4掌握策略

目前在汽車電子掌握系統(tǒng)中廣泛采納的是PID掌握理論，是一種使用于單輸入/輸出、線性定常系統(tǒng)的經典掌握理論，但是，由于汽車中需要掌握的對象往往具有很強的時變和非線性，掌握系統(tǒng)的輸入和輸出參數也越來越多，采納以狀態(tài)空間為基礎、適用于多輸入/輸出、非線性時變系統(tǒng)的現代掌握理論已成必定，如最優(yōu)掌握、自適應掌握、模糊掌握等。

2.5總線技術

利用總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯接起來，從而構成汽車內部局域網，實現各系統(tǒng)間的信息資源共享。其優(yōu)點主要有：①大大削減線束數量、連接點及體積，提高系統(tǒng)的牢靠性和可維護性；⑦采納通用傳感器，達到數據信息共享的目的；③改善系統(tǒng)的敏捷性，即通過系統(tǒng)的軟件可實現系統(tǒng)功能的變化。依據側重功能的不同，SAE將總線劃分為A、B、C三大類：A類是面對傳感器和執(zhí)行器的一種低速網絡，主要用于后視鏡調整、燈光照明掌握、電動車窗等掌握等，目前A類的主流是LIN；

B類是應用于獨立模塊間的數據共享中速網絡，主要用于汽車舒適性、故障診斷、儀表顯示及四門中央掌握等，其目前主流是低速CAN(又稱動力CAN)；C類是面對高速、實時閉環(huán)掌握的多路傳輸網絡，主要用于發(fā)動機、ABS和自動變速器、平安氣囊等的掌握，目前C類主流是高速CAN(又稱動力CAN)，但是隨著下一代高速、具有容錯力量的時間觸發(fā)方式的“XbyWire’’線控技術的進展，將漸漸代替高速CAN在C類網中的位置，力求在將來5―10年之內使傳統(tǒng)的汽車機械系統(tǒng)變成通過高速容錯通訊總線與高性能CPU相連的百分之百的電控系統(tǒng)，完全不需要后備機械系統(tǒng)的支持，其主要代表有TTP/C和FlexRay。而在多媒體與通訊系統(tǒng)中，MOST、IDB1394和“藍牙”技術成為了今后的進展主流。另外，光纖憑借其高傳輸速率和抗干擾力量，越來越廣泛的用作高速信號傳輸介質。

2.6新型42V供電電源

隨著汽車電控技術的不斷進展，使汽車電子裝置在整車中所占比例和相應的耗電量不斷提高，使現有的12V電源系統(tǒng)供電力量趨于飽和或不足，無法滿意下一代汽車設計中新增電子設備的需求，如無凸輪軸電磁式電控配氣相位機構、飛輪復合式起動―發(fā)電機系統(tǒng)、電加熱三效催化轉化器以及新型電力制動和電力轉向系統(tǒng)等，它們在傳統(tǒng)的12V電源系統(tǒng)中難于實現，而這些新技術又是公認的將來汽車技術進展的重要方向。因此，采納更高供電電壓的電源系統(tǒng)成為必定趨勢。

2.7平安技術

從近兩年召開的一些大型國際汽車技術研討會和展會(如“2022國際ITS會議”、“Convergence2022國際汽車電子展等”)可以看出，將來汽車電子掌握的重要進展方向是汽車平安領域。主要有以下幾個方向：①利用雷達技術和車載攝像技術開發(fā)各種自動避撞系統(tǒng)；②利用近紅外技術開發(fā)各種能監(jiān)測司機行為的平安系統(tǒng)；③高性能的輪胎綜合監(jiān)測系統(tǒng)；④自適應自動駕駛系統(tǒng)；⑤駕駛員身份識別系統(tǒng)；⑥平安氣囊和ABS/ASR，以及車身動態(tài)掌握系統(tǒng)將更加完善。

2.8多媒體消遣與智能通訊系統(tǒng)

隨著第3代移動通訊技術和計算機網絡技術的不斷進展，將來汽車正朝著移動力、公室、家庭影院方向進展，為司機和乘客供應進行中的實時通訊和消遣信息，并把汽車和道路及其它遠程服務系統(tǒng)結合起來，構建將來的智能交通系統(tǒng)(1TS)。詳細功能：①供應豐富的多媒體設施環(huán)境，利用GPS、GSM網絡實現導航、行車指南、無線因特網以及汽車與家庭等外部環(huán)境的互動。②具備遠程汽車診斷功能，緊急時能夠引導救援服務機構趕到故障或事故地點。

3結束語

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