安全和成本是挑战,MEMS传感器引领全新智能车安

来源:http://www.vapecLubuae.com 作者:汽车新闻 人气:60 发布时间:2019-09-16
摘要:据统计,2009年中国汽车销量超过1350万辆,中国首次成为全球最大汽车市场,而家用汽车消费已经成为一个新兴的消费热点。尤其是在国家拉动内需和汽车下乡政策的影响下,未来五年

据统计,2009年中国汽车销量超过1350万辆,中国首次成为全球最大汽车市场,而家用汽车消费已经成为一个新兴的消费热点。尤其是在国家拉动内需和汽车下乡政策的影响下,未来五年内中国汽车销量将会达到10%的增长速度,而消费者对安全性能的要求也会越来越高,所有这些都将必会带动这个市场的发展。

据汽车配件网了解,

随着汽车技术的不断进步,传感器等电子产品不断应用到汽车行业,在汽车领域起着至关重要的作用。有报告指出,微机电系统传感器市场在经历过去几年的衰退之后,正在逐渐恢复增长,其复苏动力来自新一代装置以及新应用的开发。预计2014年MEMS组件市场规模可达到80亿美元,增长率约14%,而其中一项重要的增长动力来源就是汽车电子领域,具体主要应用在汽车安全性方面。 汽车安全,永恒的话题 安全第一,这是汽车界的永恒话题。汽车安全系统一般主要分为主动安全系统、被动安全系统。所谓主动安全,就是作用避免事故的发生,决定汽车产生事故发生概率的多少;被动安全则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,决定事故后车内成员的受伤严重程度。 在智能汽车时代,主动安全技术成为备受瞩目的新兴领域,侧翻与稳定性控制是对当今主动安全系统的全新改进。这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。“由于这样的传感器往往安装在振动比较恶劣的位置,所以需要传感器具有很高的振动冲击抵御性。这是对MEMS传感器的一个挑战。”全球领先的高性能信号处理解决方案供应商ADI的汽车电子行业中国区市场经理许智斌先生介绍说。 ADI基于长期深厚的MEMS技术积淀,以及对汽车应用的深刻理解,在汽车MEMS传感器的产品上进行了长期的规划和有力的投入。目前已经建立高精度高性能的气囊、稳定性控制,以及侧翻控制等完善的产品线,并且能够在系统层面对客户进行支持。 此外,ADI在汽车导航领域也有加速度传感器和陀螺仪,满足在卫星信号微弱或者无信号情况下进行盲区导航和惯性导航。 智能汽车安全系统,两大发展新趋势 目前,智能汽车安全系统的发展趋势之一是,气囊的数量和稳定性控制系统的装车率在快速上升。我们知道,汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。所以,由此带来电子系统数量和规模在不断扩充,尤其需要更多的MEMS传感器来感测碰撞的不同部位以及车身姿态。同时,通过多种传感器的融合,降低系统复杂度和系统成本,也是汽车安全系统发展的另一大趋势。 ADI拥有近20年的碰撞传感器设计经验以及相关知识积累和技术。许智斌先生表示,“ADI至今已经交付了超过5亿个MEMS传感器。”据了解,ADI新一代的用于气囊加速度传感器ADXL185/ADXL189/ADXL188/ADXL288,用于ESC和Rollover/Rollstability的角速度传感器ADXRS800在内部集成了众多的系统功能,比如自测、信号带宽设定、门限触发、对振动的优良抵御性等等。同时,数字化的接口,以及极高的集成度,帮助客户降低了系统成本。

气囊系统成标配,市场潜力巨大

据统计,2009年中国汽车销量超过1350万辆,中国首次成为全世界最大汽车市场,而家用汽车消费已成为一个新兴的消费热点。特别是在国家拉动内需和汽车下乡政策的影响下,将来五年内中国汽车销量将会达到10%的增长速度,而消费者对安全性能的要求也会越来越高,所有这些都将必会带动这个市场的发展。

胡云发:未来10年,中国和印度等市场将走向成熟,这些市场的潜力将十分巨大。

气囊系统成标配,市场潜力巨大

与20世纪90年代相比,目前交通事故中受到致命伤害的危险系数已降低一半,而安全气囊对这期间的发展做出了突出贡献。因此,各国政府纷纷立法,配合标准化机构的碰撞测试,大力普及汽车安全气囊系统,让仅仅在部分高档豪华车中才会出现的高级安全气囊系统出现在每一辆汽车中。

胡云发:将来10年,中国和印度等市场将走向成熟,这些市场的潜力将十分巨大。

目前,前气囊(并常常扩充到侧气囊及安全带预张紧装置)已成为工业化国家车辆的标准配置。但在微型及小型车占多数的新兴市场,这些被动安全系统还仍然没有广泛普及。博世公司市场及销售控制总监蒋京芳预计,未来几年,这些市场和这些车型对安全气囊等安全产品的需求将急剧增长。

与20世纪90时代相对比,这时交通事故中受到致命伤害的危险系数已减少一半,而安全气囊对这期间的发展做出了突出贡献。因此,各国政府纷纷立法,配合标准化机构的碰撞测试,大力普及汽车安全气囊系统,让仅仅在部分高档豪华车中才会出现的高级安全气囊系统出这时每一辆汽车中。

英飞凌科技亚太公司汽车电子事业部高级市场经理胡云发赞同此观点,他认为,较长期来看,安全系统供应商将在亚太新兴市场实现最高的增长率。“前部安全气囊和ABS在发达市场已成为标准配置。未来10年,中国和印度等市场将走向成熟,这些市场的潜力将十分巨大。”胡云发说道。

这时,前气囊(并常常扩充到侧气囊及安全带预张紧装置)已成为工业化国家车辆的标准配置。但在微型及小型车占多数的新兴市场,这些被动安全系统还仍然没有多普及。博世公司市场及销售控制总监蒋京芳估计,将来几年,这些市场和这些车型对安全气囊等安全产品的需要将急剧增长。

巴西和阿根廷2009年已立法规定,从2014年起,乘用车和轻型卡车将标配前气囊和防抱死制动系统ABS。中国市场亦然。北京基创卓越电子有限公司总经理仲春生表示,目前国内产品中安全气囊的数量正逐渐增加,除了正面气囊外,侧气囊、侧气帘以及膝部气囊逐渐成为标配,部分厂商已经开始测试用于行人保护的外部气囊。车外气囊系统又叫保险杠内藏式气囊,当汽车在正面碰撞行人时,气囊迅速向前张开和向两侧举升,托起被撞行人同时防止行人跌向两侧。

英飞凌科技亚太公司汽车电子事业部高级市场经理胡云发赞同此观点,他以为,较长时间来分析,安全系统供应商将在亚太新兴市场达到最高的增长率。“前部安全气囊和ABS在发达市场已成为标准配置。将来10年,中国和印度等市场将走向成熟,这些市场的潜力将十分巨大。”胡云发说道。

消费者对于安全性标准的要求和期望越来越高,将帮助推动安全气囊市场的快速发展。在中国,2015年前部气囊的市场占有率预计将从目前的67%上升到88%(来源:Strategy Analytics,2010年5月)。同时,将有更多的汽车装备侧面气囊。气囊系统已成为标准功能,而不是可选功能。

巴西和阿根廷2009年已立法规定,从2014年起,乘用车和轻型卡车将标配前气囊和防抱死制动系统ABS。中国市场亦然。北京基创优越电子有限公司总经理仲春生显示,这时中国产品中安全气囊的数量正慢慢增长,除了正面气囊外,侧气囊、侧气帘以及膝部气囊慢慢成为标配,部分厂商已开始测试用在行人保护的外部气囊。车外气囊系统又叫保险杠内藏式气囊,当汽车在正面碰撞行人时,气囊快速向前张开和向两侧举升,托起被撞行人同一时间防止行人跌向两侧。

智能化和集成化是主流发展方向

消费者对于安全性标准的要求和期望越来越高,将帮助加快安全气囊市场的快速发展。在中国,2015年前部气囊的市场占有率估计将从这时的67%上升到88%(来源:Strategy Analytics,2010年5月)。同一时间,将有更多的汽车装备侧面气囊。气囊系统已成为标准功能,而不是可选功能。

李防震:安全气囊还将趋向于智能化和集成化两个方面发展。

智能化和集成化是主流发展方向

ADI大中华区汽车电子商务经理李防震认为,安全气囊将趋向于智能化和集成化两个方面发展。智能化,就是通过采用新的技术,如红外、超声波、传感器等技术来检测乘客的类型以及碰撞的力度而采取不同的保护措施;集成化,则是减少周边的元件数量,提高可靠性,降低成本以提高普及率。李防震同时透露,根据市场的趋势智能化以及集成化,ADI下一代MEMS产品集成度会更高,如把陀螺仪和低g加速度传感器集成到一起等等。

李防震:安全气囊还将趋向于智能化和集成化两个方面发展。

目前为2012年及更晚的车型开发的气囊系统,将具备更先进的电子技术。“更加智能的高级安全气囊,可逆安全带预紧器以及引擎盖升降器等行人保护措施,将在未来几年出现。”胡云发表示,侧面碰撞感测、侧翻探测、乘员探测、行人保护和双级智能气囊都是比较新的创新。

ADI大中华区汽车电子商务经理李防震以为,安全气囊将趋向于智能化和集成化两个方面发展。智能化,就是通过使用新的技术,如红外、超声波、传感器等技术来检测乘客的种类以及碰撞的力度而采用不同的保护措施;集成化,则是减少周边的元件数量,加强可靠性,减少成本以加强普及率。李防震同一时间说出,根据市场的趋势智能化以及集成化,ADI下一代MEMS产品集成度会更高,如把陀螺仪和低g加速度传感器集成到一起等等。

胡云发对于未来的安全气囊系统有相当清晰的认识,他认为,除了传统的碰撞传感器、安全气囊电脑、SRS指示灯和气囊组件外,未来的气囊系统还将包含碰撞探测、惯性传感器、加速与压力传感器等等。碰撞探测,确定是否立刻会发生碰撞以及碰撞的严重程度。有了碰撞探测功能,就可以根据探测物体距离的雷达和观察系统所提供的信息,预先准备气囊和启动安全带预紧器。另外,惯性传感器和额外的加速度以及压力传感器分布在车内各处,将改善发生事故时按顺序启动气囊的时机。先进的高端气囊系统将需要额外的加速与压力传感器,布署在汽车各处。车厢内额外的传感器将测量乘员体重和位置,并把这些信息传送给中央控制单元,以降低气囊打开时伤人的危险。这些传感器通常是智能子系统,通过PSI5等数字通信接口来提供标定信息。

这时为2012年及更晚的车型研制的气囊系统,将具备更先进的电子技术。“更加智能的高级安全气囊,可逆安全带预紧器以及引擎盖升降器等行人保护措施,将在将来几年出现。”胡云发显示,侧面碰撞感测、侧翻探测、乘员探测、行人保护和双级智能气囊都是比较新的创新。

目前,气囊系统已经逐渐从一个独立的系统转变成与整车关联的系统,国内制造商的设计中CAN总线已逐渐开始使用。仲春生认为,根据成员身材体重进行多级充气等职能化功能将日渐普及,成为未来产品的一大发展趋势。

胡云发对于将来的安全气囊系统有相当清楚的认识,他以为,除了传统的碰撞传感器、安全气囊电脑、SRS指示灯和气囊组件外,将来的气囊系统还将包含碰撞探测、惯性传感器、加速与压力传感器等等。碰撞探测,确定是否立刻会发生碰撞以及碰撞的严重程度。有了碰撞探测功能,就可以根据探测物体距离的雷达和观察系统所供应的信息,预先准备气囊和启动安全带预紧器。此外,惯性传感器和额外的加速度以及压力传感器分布在车内各处,将改进发生事故时按顺序启动气囊的时机。先进的高端气囊系统将需要额外的加速与压力传感器,布署在汽车各处。车厢内额外的传感器将测量乘员体重和位置,并把这些信息传送给中央控制单元,以减少气囊打开时伤人的危险。这些传感器常常是智能子系统,通过PSI5等数字通信接口来供应标定信息。

更加复杂的探测系统和随之而来的大量数据,必须加以处理,用于做出每只安全气囊是否打开的决策,这将要求微处理器具有更高的信号处理能力。胡云发表示,先进气囊系统可能整合到部分新车型之中,但由于技术障碍,以及消费者对于预防式安全措施的接受程度较低,可能使其迟迟得不到采纳。

这时,气囊系统已慢慢从一个独立的系统转变成与整车关联的系统,中国生产商的设计中CAN总线已慢慢开始使用。仲春生以为汽车配件网得知,根据成员身材体重进行多级充气等职能化功能将渐渐普及,成为将来产品的一大发展趋势。

安全隐患和成本控制,气囊系统的两大挑战

更加复杂的探测系统和随之而来的大量数据,一定加以处理,用在做出每只安全气囊是否打开的决策,这将要求微处理器具有更高的信号处理能力。胡云发显示,先进气囊系统可能整合到部分新车型之中,但由于技术障碍,以及消费者对于预防式安全措施的接纳程度较低,可能使其迟迟得不到采纳。

尽管2009年迎来了中国汽车市场蓬勃发展的高峰时期,关于汽车气囊的安全隐患问题仍然屡见不鲜。经常在报道中看到著名的汽车生产制造商由于汽车安全气囊无法及时打开而主动召回汽车,或是打开的气囊可能造成乘驾者受到巨大撞击时窒息的新闻。

安全隐患和成本控制,气囊系统的两大挑战

“汽车气囊应该是在危急的情况下给消费者带来安全,现在反而增加了风险,这个是要规避的风险。”李防震介绍,ADI在这方面做了不少研究。在安全系统中,传统的被动安全系统(如旨在防止碰撞后伤亡的安全气囊)和主动安全系统相互融合,结合ADI的各种技术将能实现多维的防撞感测和最优化的躲避动作。在ADAS系统中,用于距离检测的多向雷达系统和用于目标分类的视觉系统相结合,将为智能汽车提供精确的视图,以决定最安全的驾驶路径。主动转向将有助于在危险境地保持安全的驾驶路径,而精密MEMS陀螺仪将提供偏航速率信息以判断车辆行驶是否正确。由ADAS系统实现的车辆防撞持续监控以及与被动系统进行沟通,将能在那些碰撞不可避免的情况下提供最佳的安全气囊展开动作。

尽管2009年迎来了中国汽车市场蓬勃发展的高峰时期,有关于汽车气囊的安全隐患问题仍然屡见不鲜。经常在报道中看到着名的汽车生产生产商由于汽车安全气囊不能及时打开而主动召回汽车,或是打开的气囊可能造成乘驾者受到巨大撞击时窒息的新闻。

价格低廉一向是国内厂商的主要竞争手段,如何优化成本设计,成为当前的另一个热门研究课题。胡云发表示,管理好关键半导体元件的材料成本,是系统供应商面临的另一个挑战,尤其是小型本地供应商。长期与一线汽车制造商打交道的仲春生则通过观察指出,整车厂对于成本日益降低和系统可靠提升要求的矛盾,是其面临的最大挑战。

“汽车气囊应该是在危急的状况下给消费者带来安全,这时反而增长了风险,这个是要规避的风险。”李防震介绍,ADI在这方面做了不少研究。在安全系统中,传统的被动安全系统(如旨在防止碰撞后伤亡的安全气囊)和主动安全系统相互融合,结合ADI的各种技术将能达到多维的防撞感测和最优化的躲避动作。在ADAS系统中,用在距离检测的多向雷达系统和用在目标分类的视觉系统相结合,将为智能汽车供应精确的视图,以决定最安全的驾驶路径。主动转向将有利于在危险境地保持安全的驾驶路径,而精密MEMS陀螺仪将供应偏航速率信息以判断车辆行驶是否准确。由ADAS系统达到的车辆防撞持续监控以及与被动系统进行沟通,将能在那些碰撞不可躲避的状况下供应最好的安全气囊开展动作。

蒋京芳:未来几年,市场对安全气囊等安全产品的需求将急剧增长。

价格低廉一向是中国厂商的重点竞争手段,怎样优化成本设计,成为这时的另一个热门研究课题。胡云发显示,管理好关键半导体元件的材料成本华夏汽配网表示,是系统供应商面对的另一个挑战,特别是小型本地供应商。长时间与一线汽车生产商打交道的仲春生则通过观察介绍,整车厂对于成本慢慢减少和系统可靠提高要求的矛盾,是其面对的最大挑战。

蒋京芳同意这一观点,“全球汽车制造业和各国政府都致力于使安全系统成为每辆车的标准配置。我们需要成本优化的设计,为这项努力提供支持。”她表示博世正将其安全气囊电控单元的产品线扩展至经济模式。“新的基本型气囊控制单元“AB light”,主要是为中国、印度、巴西等新兴市场上日益普及的经济型车辆特别设计的,它基于标准化电控单元的理念,提供更高性价比的乘员保护功能。”蒋京芳透露,“目前这款产品的量产在中国苏州进行,将最先应用于自主品牌车型中。”

蒋京芳:将来几年,市场对安全气囊等安全产品的需要将急剧增长。

李防震同样给出建议,他表示通过采用新的技术如高集成的MEMS芯片,可以降低安全气囊的成本。

蒋京芳同意这一观点,“全世界汽车制造业和各国政府都努力于使安全系统成为每辆车的标准配置。我们需要成本优化的设计,为这项努力供应支持。”她表示博世正将其安全气囊电控单元的产品线扩展至经济模式。“新的基本型气囊控制单元“AB light”,重点是为中国、印度、巴西等新兴市场上慢慢普及的经济型车辆特别设计的,它基于标准化电控单元的理念,供应更高性价比的乘员保护功能。”蒋京芳说出,“这时这款产品的量产在中国苏州进行,将最先使用在自主品牌车型中。”

系统可靠性向来是最重要的问题,尤其是安全系统的可靠性。汽车厂商越来越需要创新以使自己的汽车有别于竞争者的产品。与此同时,他们需要控制好成本,以保持有竞争力的价格。胡云发建议汽车厂商最好能够提供NCAP安全级别较高的可靠及安全的汽车,以吸引更多的消费者购买,更重要是,提升自己的品牌名声。

李防震相同给出建议,他表示通过使用新的技术如高集成的MEMS芯片,可以减少安全气囊的成本。

平衡成本与可靠性,这是整车厂和系统供应商面临的最大挑战。尤其是最近几个月汽车厂商大规模召回事件之后,汽车厂商知道其必须处理好这个难题,以保持竞争力和品牌形象。为了在激动人心的21世纪汽车市场获得市场份额,如何平衡成本与可靠性,对于许多汽车厂商来说仍然是最大挑战。

系统可靠性向来是最主要的问题,特别是安全系统的可靠性。汽车厂商越来越需要创新以使自己的汽车有别于竞争者的产品。与此同一时间,他们需要控制好成本,以保持有竞争力的价格。胡云发建议汽车厂商最好能够供应NCAP安全级别较大的可靠及安全的汽车,以吸引更多的消费者购买,更主要是,提高自己的品牌名声。

安全系统门槛高,本土厂商谨慎介入

平衡成本与可靠性,这是整车厂和系统供应商面对的最大挑战。特别是近期几个月汽车厂商大规模召回事件之后,汽车厂商知道其一定处理好这个难题,以保持竞争力和品牌形象。为了在激动人心的21世纪汽车市场得到市场份额,怎样平衡成本与可靠性,对于许多汽车厂商来说仍然是最大挑战。

安全气囊是汽车被动安全中一项技术含量很高的产品,自1958年有关安全气囊的第一个专利诞生以来,绝大部分技术均掌握在国际厂商手中。本土企业若要进入这个领域,将面临技术、资金等重重困难。

安全系统门槛高,本土厂商谨慎介入

仲春生:整车厂对于成本日益降低和系统可靠提升要求的矛盾,是其面临的最大挑战。

安全气囊是汽车被动安全中一项技术含量很高的产品,自1958年相关安全气囊的第一个专利诞生以来,绝大部分技术均掌握在全世界厂商手中。本土企业假如要进入这个领域,将面对技术、资金等重重困难。

仲春生告诉笔者,目前本土的安全气囊生产厂商只有东方久乐和锦州锦恒两家,由于安全气囊属于安全系统,技术门槛和测试费用都很高。“目前国内厂商的ECM技术上已经没有太多问题,国际厂商开始以成本打压国内同行,在应用成本上我们是没有优势的。”他说,“因此在这种情况下,我认为短期内不会有新的国内厂商介入这个领域。”

仲春生:整车厂对于成本慢慢减少和系统可靠提高要求的矛盾,是其面对的最大挑战。

在气囊系统的表现尚是如此,到了防撞雷达和车道校正领域,国内厂商们更是任重而道远。“防撞雷达的关键技术在于高频的RF模块技术,要求小体积、高可靠性以及较低的成本,这些目前都存在技术上的障碍”,仲春生表示,“而对于车道校正技术,这并非是汽车技术中必须的配置,只有在高端车中才会应用,就目前国内的整车制造水平来说,短期内不会成为标准配置。”

仲春生告知作者,这时本土的安全气囊生产厂商只有东方久乐和锦州锦恒两家,由于安全气囊属于安全系统,技术门槛和测试费用都很高。“这时中国厂商的ECM技术上已没有太多问题,全世界厂商开始以成本打压中国同行,在使用成本上我们是没有优势的。”他说,“因此在这种状况下,我以为短期内不会有新的中国厂商介入这个领域。”

胡云发则特别指出了ASIL兼容系统的问题。欧盟有一个新出现的趋势,即汽车安全系统需要符合功能安全标准IEC61508或者它的汽车衍生标准ISO26262。“这个趋势将影响向欧盟甚至美国出口汽车的亚洲厂商。他们的汽车也将需要装备符合ASIL(汽车安全完整性等级)的安全系统。如果想要保持竞争力,亚洲系统供应商现在就要准备满足整车厂提出的ASIL要求。”胡云发说道。

在气囊系统的表现尚是如此,到了防撞雷达和车道校正领域,中国厂商们更是任重而道远。“防撞雷达的关键技术在于高频的RF模块技术,要求小体积、高可靠性以及较低的成本,这些这时都存在技术上的障碍”,仲春生显示,“而对于车道校正技术,这并非是汽车技术中一定的配置,只有在高端车中才会使用,就这时中国的整车制造水准来说,短期内不会成为标准配置。”

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胡云发则特别介绍了ASIL兼容系统的问题。欧盟有一个新出现的趋势,即汽车安全系统需要符合功能安全标准IEC61508或者它的汽车衍生标准ISO26262。“这个趋势将影响向欧盟甚至美国出口汽车的亚洲厂商。他们的汽车也将需要装备符合ASIL(汽车安全完整性等级)的安全系统。假如想要保持竞争力,亚洲系统供应商这时就要准备满足整车厂提出的ASIL要求。”胡云发说道。

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