新型汽车零组件踏上高速路

类别:新闻资讯  出处:网络整理  发布于:2006-09-27 09:08:54 | 1089 次阅读

中国已经成为的汽车生产大国之一,飞速前行的汽车产业为汽车电子搭建起宽阔的表演舞台。据市场研究公司iSuppli的预测,中国汽车电子市场将以28%的年均复合增长率,到2007年达到14.5亿美元。这一趋势给汽车零组件带来了巨大的需求,并推动其技术更新,LED照明、连接器、车用被动元器件如电容等都随之踏上了快速发展之路。 
新兴汽车电子产品在汽车中的普及,以及汽车电子的产品升级,也对零组件提出了更高的要求,以满足消费者对汽车安全性、稳定性、舒适性等性能要求的不断提高。例如,节能、环保而且高性能的LED取代传统汽车灯已是大势所趋,厂商们正在进一步提高它的性价比;油价的上涨加快了混合动力汽车的发展,系统复杂程度增加,连接器必须因应这一趋势而有所创新;对于以电容为代表的车用被动元件来说,一方面要应对要求更为严苛的汽车控制系统的挑战,另一方面,则要为车内越来越多的娱乐产品和GPS等配套设备提供足够小巧、高性能的产品。 
LED车外应用成热点,价格下降将推动市场成长 
被称为第四代汽车照明光源的LED,低功耗和长寿命是其卖点。例如, LED平均无故障工作时间为10万小时,远超过白炽灯寿命要满足3,000小时的规定,甚至超过汽车本身的寿命,低功耗则可减少汽车燃料的消耗。此外,LED在响应速度、抗震性能、环保、外形灵活等方面均超过传统车灯,已得到厂商和用户的普遍认同,在新推出的车型中或多或少得到采用。 
车内LED照明模块已在顶灯、地图灯、后备箱照明灯、门槛灯、水坑灯、导航及仪表背光照明上得到较广泛采用。在车外用灯方面,LED从高位刹车灯起步,正向车外用灯加速扩张。 
具体来看,LED在车外功能灯的应用还主要集中在中央高位刹车灯和车尾组合灯。红光LED在汽车后灯方面的应用多的是高位刹车灯,据统计,至少50%的汽车装有基于LED的高位刹车灯,LED在1ms之内即可达到设定亮度,而白炽灯要花费200ms。启动速度快可避免交通追尾事故的发生,例如,一辆以100km/h行驶的汽车若安装LED高位刹车灯,它的刹车距离可以减少7m。 
综合车尾标示、转向、停车指示、应急、倒车功能的LED车尾组合灯LED-RCL也已开始得到更多应用,今后几年内LED-RCL的汽车将更加普及。这一系统能根据地面状况和行驶状况做出反应,如自动启动警示灯、扩大刹车灯照亮面积、驱动非对称LED串的闪亮高位刹车灯。 
不过,要全面带动车用LED产业,必须在汽车头灯应用上有所突破。这方面LED仍处于研发和样品推出阶段,商用化有待时日,目前,绝大部分汽车头灯厂商一般只在近光灯上搭配白光LED模块,而远光灯则使用HID灯。汽车对LED头灯在配线板及组件加工上有三项特点,一是车上的配线板形状较为不规则,因此必须具有良好的导热、导电功能结构;二是具有耐高温、耐冲击振动和电流超载等特性;三是设计上要优良的恒电流及恒电压等控制电路。诸多LED厂商如欧司朗(Osram)、Lumileds公司等正在努力面对这些挑战。 
采用欧司朗推出的大功率白光Golden Dragon系列LED,可以设计出直线形日间行车灯(DRL, Daytime Running Lights),该系列尺寸较小,可安装于汽车头灯模块中。其LED工作电流为350mA,发光亮度在20-40mcd之间,正常工作环境下的寿命为5万小时。 
新上市的奥迪A8头灯里安装了5只Luxeon的LED,可产生350Lm的亮度,满足日间行车灯的照明要求,但仍不能符合近光灯和远光灯的照明要求。Lumileds宣布将对其Luxeon大功率LED进行重新设计,新产品更适合于照明灯具的组装,结温可达185℃,防潮性能改善,寿命更长。 
不过,要使白光LED成为头灯的主要光源,还要得到相关交通法律的允许。例如,联合国欧洲经济委员会审议汽车头灯的GRE法规,预计会在两年之后才能允许使用白光LED作为汽车头灯的主光源。目前,仅有美国允许在汽车头灯中使用LED,预计欧洲和日本也将跟随这一趋势,LED车灯取代传统车灯是大势所趋。 
价格方面,相对传统车灯来说,LED价格偏高对其大范围应用是一个阻碍。好消息是,LED的价格将会继续下降。LED厂商华刚国际的中国市场拓展总经理唐国庆透露说:“目前年降价幅度在10%左右。”他认为,随着产量的增长和LED技术的提升,市场需求近两年将会呈现成倍的增长,再往后,更是会以极快的速度迅速普及。 
无论车内车外,除了功能灯之外,LED在装饰灯方面也大有作为。在越来越崇尚个性化的市场下,厂商们设计出花样繁多的款式来满足不同客户需求。唐国庆举例说,有些厂商在汽车底部安上一圈LED灯,可以达到“开过后留下一片灯光”的效果。他强调,作为LED供应商,除了在质量上严格把关外,能够满足厂商们的定制要求也是一大重点。 

LED在汽车照明中的应用 
连接器:直面日趋复杂的汽车应用考验 
随着汽车中电气功能和电子控制器的持续增加,线束已变得越来越笨重,车内的连接数量已从20年前的300个端子左右,迅猛增长到今天的1,500-2,000个。连接系统已变得越来越复杂,而且更难以在车内装配。 
“应对这种趋势,对策在于微型化和模块化装配,特别是用于车门和座椅等部分。”FCI公司旗下FCI Automotive部门副总裁Nicolas Duley表示。他介绍道,FCI Automotive在管脚数量和小型化连接器的创新方面取得不错的成果,推出了GTS等系列连接器,端子尺寸从0.64mm到1.5mm。这些产品覆盖电子控制器应用的线束及in-line连接器,“它们被设计成一个整体式互连系统,而不是单独的部件。” Duley强调说,“以便于模块式装配。” 
此外,在油价飞涨和环保压力下,汽车厂商们加快了对混合动力汽车的研发,其内部构造要比传统燃油汽车更加复杂,而且这类车辆都配备有高压电路,这一趋势给厂商们带来了进一步的考验和商机,越来越多为混合动力车设计的产品浮出水面。 
例如,矢崎总业株式会社(Yazaki Corp)发表了混合动力车用的两种产品:电机供电的线束、向逆变器供电的线束,两种均同时展出了相应的连接器。两种产品已应用到丰田汽车Prius系列,及本田的几款混合动力车中。该线束的优点在于采用铝合金材质,重量很轻,但导电性逊色于铜,线芯粗、线束直径大也是另一个缺点,造成相应连接器也必须加大。矢崎总业表示将进一步降低连接器成本、解决尺寸过大等问题。 
除了线束复杂程度上升以外,连接器还需耐受更恶劣的发动机舱环境,面对密封、振动、高温、腐蚀性气体等方面的考验,这些因素会导致氧化和摩擦腐蚀,引起车内电气故障。对此,FCI开发出镀有锡特富龙(Tin Teflon)的新型连接器端子,以满足装配生产线上多针脚连接器的人机工程学要求。Duley表示,在确保汽车恶劣环境下的可靠性之外,具有该镀层的连接器还有助于显著降低配合力(比标准镀层降低30-40%)。 
车用电容:“小而强”是关键 
汽车电子不断向前发展,对无源器件的要求也越来越高,新产品(推出时间为三年或少于三年的产品)推出的频率也在加快,村田电子(Murata)就表示,新产品在其总体销售额中所占比例已经超过30%,比10年前提高了一倍。“我们现在希望把它提高到40%,并已经接近这个目标,在我们的今年3月的业绩中,该比例已达到37%。” 村田的发言人表示。 
以电容为代表的车用无源器件可按具体应用来分类,一是用于汽车控制系统本身,二是用在车载设备上。无论是什么应用,人们都总是希望使电路变得更小、更便宜和更加可靠。新型大容量解耦电容器、低电感高效解耦电容器和高元件密度电容器阵列等产品的应用和普及,有助于厂商们达到降低成本、缩小尺寸、提高可靠性和达到环保要求的总体目标。 
铌氧化物电容器(OxiCap)不含铅及卤素,可以提供高可靠性和自动防故障运行,这些电容器能耐受260度的无铅回流焊温度,并由于采用了氧化铌电介质和能自我愈合的二氧化锰阴极,展现出了诱人的高可靠性:0.5%/1,000小时。 
低电感解耦电容器则通过降低总体PCB阻抗和缩小PCB尺寸,帮助设计师满足当今汽车对EMC的严格要求。通过采用这类产品,还可以减少设计中所使用的解耦电容器的数量。高器件密度电容器阵列在节省空间方面的表现更是可圈可点,可替代并行总线和冗余系统电路中的分立电容器,广泛用于引擎控制单元、娱乐系统和智能模块。四单元电容器阵列通常采用0508和0612封装,额定电压达100V。 
在高温与恶劣环境方面,车内的传感器和某些模块是典型应用例子。它们通常安装在发动机盖下面,如引擎、离合器和变速器控制器和涡轮增压器传感器等,它们需要忍受多次高温运行、大量温度周期以及随机的振动/冲击。混合动力汽车也具有多种在高温和恶劣环境下运行的电子模块,如变频器/转换器电路、发动机控制和水泵应用等。 
厂商已开发出150℃陶瓷和175℃钽电容器的微型与可靠版本,以满足上述高温应用的需求。此外,厂商还开发出了新型端接材料系统,可以大大改善陶瓷电容器的温度循环性能。例如,AVX公司的高温X8R陶瓷电容器的温度稳定性达+/-15%,额定温度范围-55℃至+55℃。X8R电容器通常采用锡和导电环氧树脂端接,面向混合应用。该公司还提供符合RoHS标准的版本。 
在车载娱乐和导航设备应用上,多层陶瓷电容器(MLCC)的市场发展越来越引人注目,其高容量、小型化、多功能和无铅等特点正不断加快替代铝电解电容器的步伐。市场研究机构Paumanok预期,2006年MLCC市场规模将约有10%的成长率。主要供应商包括村田、TDK、太阳诱电、国巨等,这四大电容器业者囊括了65%的电容器市场。 
一个值得关注的趋势是,随着国际整车厂商越来越多地在中国建厂,汽车电子厂商也随之而来,争抢大陆市场。本地制造不断增多,研发和采购也越来越趋于本地化,而且采购周期缩短,中国本土的无源器件厂商从中获得更多的机会。 
“我们与扎根中国的国际汽车电子厂商在研发阶段就开始全力配合,快速的技术支持、定制服务、具有竞争力的价格和和短交货期,让我们赢得了越来越多的客户。” 深圳市宇阳科技公司MLCC事业部总经理廖杰表示。据介绍,宇阳的交货期目前一般是30天,特别要求下甚至可以缩短至15天。 
除高端车型外,中低端车型也越来越多的配备娱乐和GPS导航设备,整车原配和客户自配的数量都在增加,尤其是GPS设备增速惊人。这些车载设施功能日趋增多,因此器件安装密度要求提高,驱使电容进一步向小尺寸转型,对贴片的要求增多。廖杰举例说,比如0603正转向0402,而且0402比0603便宜约15%,其高性价比已经得到更广泛的认同。 
作者:蔡景艳 

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