汽車傳感器是把非電信號轉換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。在自動駕駛的層級結構中,汽車傳感器處于感知層,產品附加值高, 是實現單車智能駕駛的核心硬件。那么,汽車傳感器技術發展情況如何?產業鏈上下游情況如何?市場情況如何?競爭格局情況如何?今天感知芯視界編輯部帶您逐一了解。
一、汽車傳感器概念及分類
1、概念
傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。通常是由敏感元件、轉換原件、信號調節與轉換電路等其他輔助元件組成。敏感元件接受被測量并輸出與被測量成確定關系的其他量,轉換元件把來自敏感元件的其他量轉換成適合傳輸、測量的電信號,適合輸出、測量的電信號通過信號調節與轉換電路被轉換為可顯示、記錄、處理和控制的有用電信號,最后有用電信號被傳遞至其他裝置并進行通信。
傳感器的組成
敏感元件:直接感受被測量,并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。
轉換元件:傳感器核心元件,以敏感元件的輸出為輸入,把感知的非電量轉換 為電信號輸出。轉換元件本身可以作為獨立傳感器使用,叫做元件傳感器。
變換電路:把傳感元件輸出的電信號轉換成便于處理、控制、記錄和顯示的有 用電信號所涉及的有關電路。
輔助電源:轉換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。
2、分類
汽車傳感器是把非電信號轉換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。汽車傳感器可根據使用目的不同分為車身感知傳感器和環境感知傳感器。
車身感知傳感器提高了單車自身的信息化水平,使車輛具備感知自身的能力;按照輸入的被測量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、線加速度傳感器、角加速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器,從工作原理上看這些傳感器大都采用MEMS方案。環境感知傳感器實現了單車對外界環境的感知能力,幫助汽車計算機獲得環境信息并做出規劃決策,為車輛智能化駕駛提供支持;環境感知傳感器主要分為車載攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達以及紅外雷達等。
二、行業歷史發展階段回顧
從國內產業的發展歷程來看,1986年國家將傳感器技術列入國家重點攻關項目,到2000年傳感器技術體系和產業初步建立,國產傳感器技術水平不斷進步。2016年以來,國內傳感器技術及產業快速發展,同時受國內物聯網、5G、人工智能等技術的推動,傳感器向著MEMS化、智能化、網絡化、系統化的方向持續發展。
汽車傳感器的發展階段分為結構型傳感器階段、固體傳感器階段、智能型傳感器階段。目前MEMS傳感器、智能型傳感器快速發展,廣泛應用于汽車、安防醫療等行業。汽車傳感器通常研發周期較長,如汽車MEMS類傳感器從設計研發到最終全面商業化平均耗時28年。
三、車身感知傳感器:MEMS化是主要趨勢
1、概況
車身感知傳感器是汽車的“神經末梢”。車身感知傳感器遍布汽車全身,被廣泛應用于動力系統(新能源車是三電系統)、底盤系統、車身系統,實現對汽車自身信息的感知并作出決策、執行,是汽車的“神經末梢”,目前發展較為成熟,以MEMS傳感器為主。
(1)車身感知傳感器MEMS化是主要趨勢
車身感知傳感器的發展主要體現在新能源汽車的普及、汽車的安全性需求、以及MEMS微機電對傳統機電的替代所帶來的機遇。
動力來源是新能源汽車與傳統燃油車的主要區別之一,新能源汽車的電子電氣架構主要使用電池、電機、電控有關的以電流為主的電磁類傳感器,燃油車動力系統則主要以測量壓力、溫度、氣體的傳感器為主;電磁類傳感器需求有望隨新能源汽車滲透率提高逐步放量。按照被測物理量的不同車身感知傳感器可分為壓力、位置、溫度、加速度、氣體、流量等各類傳感器。