汽车电子行业现状和发展趋势及对电路板的要求(2)
时间:2026-01-21
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内照明及头灯系统亦宜加速。
(3)数字化汽车仪表组合系统。
数字化汽车仪表组合系统将实现功能集约化的技术创新,配合完成全国汽车产业的升级换代。推动汽车仪表组合系统(数字仪表板)的技术升级和产业化进程,包括多表头(车速度,发动机转速, 冷却液温度及燃油液位)、LCD(TFT)显示系统(显示时钟,里程小计、累计, 瞬时油耗、累计油耗, 环境温度及行驶距离及汽车行驶状况的一些报警信息)、钥匙防盗功能、总线(最多两路CAN,网关)、仪表的外观照明表牌多样性设计等。
半导体厂商推介的应用于汽车数字仪表板和下一代导航的SoC方案,即使用新型图形控制器片上系统(SoC)器件,不仅为嵌入式系统提供高级别的图形处理能力,而且能够处理4个输入视频流的同时把视频输出到4个显示器。芯片可对输入的视频进行调整合成,在单一屏幕上显示3D图形的各面。
一些豪华型汽车开始采用全图形化显示系统,有的还配备了夜视镜头和导航显示屏,在一个大尺寸LCD屏上实现优化显示。可以利用新一代片上系统(SoC)的图形仪表板开发平台,开发实现车用全图形化显示系统。
显然,在电动汽车,特别是纯电动汽车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)方面:重点突破电机驱动控制系统是新能源车实现动力优化的关键;重点突破关键元器件和电池组合核心技术,重点解决地面充电和车载充电可行性和策略方向,重点培育形成电动汽车电池与电池管理系统产业链配套体系,有利于促进新能源车产业良性发展。
5 PCB在汽车电子的高端应用
5.1 汽车电子严酷的环境条件及使用电子元
器件情况
(1)汽车电子使用环境与家电、仪器、飞机等的比较。汽车电子与家电、测量仪器、飞机使用环境的比较,参见表2所示。
(2)汽车电子用电子元器件的技术要求汽车电子对芯片(含专有芯片)有很高的要求:温度范围、高可靠性、高处理能力、MCU要有丰富的外围接口和高集成度。高性能的车用电源管理芯片,可有效降低汽车电瓶的负载,提供超强的失效保护性能:包括过压与欠压、过流与短路保护、过高温与过低温保护等。
国际汽车协会针对车用电子组件产品的操作温度,从Grade0的-40 ℃ ~ +150 ℃到Grade4的0 ~ +70 ℃,共有五种等级。这一产品验证规格针对车用IC功能及其所在位置的不同,提供了完整的定义,而这些详尽的产品验证规格对车用电子产品测试有一定的帮助。
在运行温度方面,从驾驶舱内-40 ℃ ~ +850 ℃,与发动机相关的电子元器件则须承受高达-40 ℃ ~ +1 500 ℃甚至2 000 ℃以上的温度变化,同时还须承受复杂环境的考验,包括防冲击、防振动、防湿、防水及防腐蚀等,参见表3所示。
由于汽车的生命周期长达20年~30年。因此,车用电子元器件的使用寿命须保证在30年以上。此
4.5 形成新能源车关键电子零部件的配套能力
国内已布局发展混合动力汽车、纯电动车、氢燃料电池车(国家专项中有称这三种新能源车项目为“三纵”,称多能源动力总成控制系统、电机驱动和控制系统、车用动力电池组及管理系统为“ 三横”)。这三种最有代表性的新能源车中的关键零部件配套技术,目前国内与国外其发展比较情况为:
差距大:发动机电控、ABS/TCS/ESP及EPS;差距不大:自动变速器、组合仪表;
差距较小:电池管理、DC/DC、电机驱动系统、电动空调。
表2 汽车电子与家电、测量仪器、飞机使用环境的比较
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表3 车用电子元器件的技术要求
车盖下 -400C~+1250C发动机 -400C~+1500C排气管 -400C~+6000C其中,车用传感器:在汽车智能化、安全化、环保节能化和舒适化趋势下,车用传感器的应用种类和数量趋增大。表5列出车用传感器在目前与未来的应用范围及其功能。
全球车用传感器市场规模在2005年为105亿美元,预测到2010年可达142亿美元,2005年~2010年的年均增长率为6.2%。
车用其它电子元器件:包括无源元件、连接器、传输线等主要用于发动机控制、马达、发电机组、刹车、仪表板、导航系统、安全气囊、电池供电电源系统等。
外,还要求车用电子元器件的失效率在运行15年中为零故障。
(3)汽车电子使用半导体及其它元器件MCU和电源IC是汽车半导体中占比例最大的两类产品,MCU占到成本比例的1/4,电源IC在其中的比例接近20%位居第二,而在新一代的电动汽车中,比例更高。
新一代混合动汽车和电动汽车的半导体应用需求,包括多路电池管理芯片(通常需要上百路的电池单体检测管理)、多路电池电压均衡控制、高电压监控、大电池检测、大型功率半导体器件以及众多高性能的MCU与DSP,因为需要来对复杂的电池进行计量管理。
汽车电子占汽车总成本已由七十年代初的2%,成长至目前的20%以上。表4列出了使用最多的集成电路、传感器和半导体分立器件这三类电子元器件。
5.2 汽车电子/PCB面临的机遇和挑战
(1)新技术及发展方向:
总线与网络控制技术 …… 此处隐藏:567字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……