安全問(wèn)題要注意 汽車(chē)組件要可靠穩(wěn)定
前言:在過(guò)去10年當(dāng)中,全球汽車(chē)所使用的電子IC組件產(chǎn)值大幅增長(zhǎng),年平均增長(zhǎng)率都保持在12%以上。
從市場(chǎng)數(shù)據(jù)很明顯地看出,車(chē)用電子組件與其它應(yīng)用類(lèi)型的電子組件相比,其市場(chǎng)增長(zhǎng)速度要高上許多;再加上汽車(chē)市場(chǎng)仍然保持高增長(zhǎng),且汽車(chē)電子化程度只會(huì)增加而不會(huì)減少的情況,可以預(yù)估在未來(lái)10年中,汽車(chē)電子仍是個(gè)相當(dāng)被看好的產(chǎn)業(yè)。
根據(jù)市場(chǎng)研究公司IC Insights預(yù)測(cè),2008年全球汽車(chē)電子市場(chǎng)規(guī)?蛇_(dá)千億美元以上的汽車(chē)電子市場(chǎng)商機(jī),未來(lái)幾年的年增長(zhǎng)率可望保持過(guò)去12%的年增長(zhǎng)率,市場(chǎng)商機(jī)潛力可期;另外,IEEE也評(píng)估至2010年將有40%的汽車(chē)成本來(lái)自于汽車(chē)電子,4C(Car)的需求日益顯著。不過(guò),基于汽車(chē)制造廠所訂定出的嚴(yán)苛作業(yè)環(huán)境、有限的車(chē)體容量體積下,以及對(duì)于安全性的高良率要求,還有長(zhǎng)達(dá)10年以上的零件供應(yīng)需求等關(guān)鍵性因素。
在在都顯示出挑戰(zhàn)電子廠商的技術(shù)能力與適應(yīng)能力,以及欲進(jìn)入汽車(chē)供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)的廠商們,還有重重障礙與門(mén)坎尚待克服。因此,在全球電子業(yè)者致力于發(fā)展高科技汽車(chē)電子系統(tǒng)的同時(shí),也出現(xiàn)了過(guò)去在電子產(chǎn)業(yè)中未曾遇到的棘手問(wèn)題,那就是搭載于汽車(chē)上電子組件、零組件必須適應(yīng)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作,其穩(wěn)定性及可靠度問(wèn)題。
汽車(chē)設(shè)備設(shè)計(jì)師在開(kāi)發(fā)初期必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上投注更多的精力,許多國(guó)際知名汽車(chē)電子制造商已經(jīng)清楚地證明了這么做的好處。另外,進(jìn)一步與組件供貨商協(xié)同合作,將可使汽車(chē)電子設(shè)備組件更能針對(duì)性地滿足汽車(chē)應(yīng)用需求
電子設(shè)備增多 問(wèn)題也就越多
隨著電子系統(tǒng)持續(xù)取代原本搭建汽車(chē)上的機(jī)械系統(tǒng),使得搭載車(chē)內(nèi)的電子設(shè)備已經(jīng)越來(lái)越多,例如:引擎與動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)、車(chē)身電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子煞車(chē)控制系統(tǒng),以及LED顯示、照明設(shè)備…等,使得許多想要購(gòu)車(chē)的消費(fèi)者越來(lái)越看重汽車(chē)上是否有搭載先進(jìn)的電子設(shè)備,特別是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及多媒體影音娛樂(lè)設(shè)備;因此,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)便將此類(lèi)型的電子系統(tǒng)稱(chēng)之為信息娛樂(lè)系統(tǒng),電子廠商更想在車(chē)載信息娛樂(lè)市場(chǎng)中能夠獨(dú)占先機(jī) 。
不過(guò),以目前的市場(chǎng)需求來(lái)看,在汽車(chē)電子產(chǎn)品領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的是安全系統(tǒng);主要是因?yàn)橄M(fèi)者的意識(shí)型態(tài)需求,以及法規(guī)的共同推動(dòng)之下,包括:車(chē)身穩(wěn)定性系統(tǒng)控制、主/被動(dòng)式安全設(shè)備、防撞系統(tǒng)等諸多相似系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。預(yù)計(jì)到2010年,在一般的汽車(chē)生產(chǎn)成本中,電子產(chǎn)品將占到37%,是目前的2倍之多。
這主要是因?yàn)楸娂移?chē)電子廠商紛紛爭(zhēng)先恐后地用新型的電子技術(shù),借以吸引中高階層的汽車(chē)使用者所致,而今日的中高階車(chē)款上更搭載了70至100個(gè)以上的微處理器,這大大地增加了系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性,更不用提這些現(xiàn)代化系統(tǒng)給汽車(chē)駕駛者所帶來(lái)的困惑了。雖然有部份喜愛(ài)操控傳統(tǒng)機(jī)械的汽車(chē)駕駛者有了反對(duì)的聲音,使得目前的形勢(shì)開(kāi)始出現(xiàn)改變,很多汽車(chē)制造商實(shí)際上正在減少功能,改以質(zhì)量上下更大的功夫。不過(guò),很明顯的汽車(chē)電子產(chǎn)品增長(zhǎng)趨勢(shì)還是不會(huì)出現(xiàn)較大的改變,未來(lái)電子產(chǎn)品還是會(huì)持續(xù)替代過(guò)去汽車(chē)上的機(jī)械系統(tǒng)。
說(shuō):汽車(chē)電子設(shè)備或電子系統(tǒng)導(dǎo)入車(chē)內(nèi)應(yīng)用之后,車(chē)用電力供應(yīng)逐漸呈現(xiàn)不足的現(xiàn)象,使得汽車(chē)制造廠必須開(kāi)始面對(duì)功率的控制,以及功率轉(zhuǎn)換技術(shù)提出更高的要求,借以推動(dòng)車(chē)用功率半導(dǎo)體、相關(guān)封裝技術(shù)。
因應(yīng)苛刻的汽車(chē)環(huán)境
除非采取不同的理念和方式,否則過(guò)去這10年當(dāng)中所出現(xiàn)的汽車(chē)電子化的現(xiàn)象還是會(huì)持續(xù)發(fā)生。出現(xiàn)今天這種可靠性問(wèn)題的部分原因是,主要是因?yàn)殡娮踊^(guò)程讓今日的汽車(chē)變得非常復(fù)雜,不過(guò)去除掉電子化的復(fù)雜性,還有另一個(gè)因素,就是汽車(chē)的應(yīng)用環(huán)境是目前所知道的最為嚴(yán)苛的環(huán)境之一。
再者,搭在于汽車(chē)上的電源系統(tǒng),是以12V電池電源為主,對(duì)電子產(chǎn)品而言是非常難以適應(yīng)的,因?yàn)樵谀承┨炖涞沫h(huán)境中,欲啟動(dòng)引擎,又可稱(chēng)之為冷車(chē)起動(dòng),可能導(dǎo)致電池電壓降至 4V,甚至有部分汽車(chē)制造商所要求的冷車(chē)發(fā)動(dòng)電壓甚至更低。若電池連接不牢固或重負(fù)載斷開(kāi)常常導(dǎo)致負(fù)載突降,因此要如何在此情況下,12V電池上的電壓瞬間可能超過(guò)100V,就一個(gè)所謂的12V系統(tǒng)而言,這也許不是人們期望出現(xiàn)的情況。讓事情更加困難的事當(dāng)電池的正負(fù)極搭載錯(cuò)誤,也不允許電子設(shè)備會(huì)發(fā)生任何損壞的情況。
在傳統(tǒng)的汽車(chē)引擎系統(tǒng)關(guān)閉時(shí),整個(gè)電氣系統(tǒng)都不進(jìn)行通電的動(dòng)作,但與過(guò)去不同的是現(xiàn)代汽車(chē)若設(shè)計(jì)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),即便是汽車(chē)處于未啟動(dòng)的關(guān)閉狀態(tài),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還是會(huì)持續(xù)進(jìn)行通電的動(dòng)作,雖然系統(tǒng)是處于備用狀態(tài),然而電子系統(tǒng)仍可能會(huì)逐漸耗用掉電池的電量。有些高檔歐系汽車(chē)設(shè)有不少在未啟動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)入備用狀態(tài)的系統(tǒng),它們消耗了大量電池電流,因此引擎至少必須要每隔兩天就運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘以上,才可避免電池電量耗盡的情況。簡(jiǎn)單說(shuō),一旦汽車(chē)持續(xù)朝著此方向發(fā)展,那么要不了多久,汽車(chē)即便是在短期不使用的狀況下,也要像移動(dòng)3C產(chǎn)品一樣插上插座充電,才有足夠電能負(fù)荷引擎啟動(dòng)所需的電量,否則就得每天啟動(dòng)汽車(chē),讓引擎運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘以上。
再由環(huán)境溫度及工作電壓的角度來(lái)看,汽車(chē)電子產(chǎn)品所處的環(huán)境非常苛刻。不僅如此,汽車(chē)環(huán)境對(duì)空間的利用設(shè)計(jì)也十分強(qiáng)調(diào)講究,由于汽車(chē)中的電子產(chǎn)品越來(lái)越多,因此容納這些系統(tǒng)的空間越來(lái)越小了,要讓復(fù)雜極高的電子系統(tǒng)現(xiàn)在必須塞進(jìn)引擎室、儀表板、頭墊等狹小空間中,也成為汽車(chē)電子設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。此外,在空間有限的情況下,熱量管理也變成了嚴(yán)重問(wèn)題,讓汽車(chē)電子設(shè)備不但必須在炎熱的環(huán)境下保持正常工作,還要能在一個(gè)受限的空間中排除、承受自身產(chǎn)生的熱量。因此,發(fā)展高效率的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器逐漸取代線性穩(wěn)壓器,以減輕熱量問(wèn)題,就成為現(xiàn)今產(chǎn)品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。
說(shuō):汽車(chē)電子制造商不僅要依靠組件的嚴(yán)格測(cè)試,還要評(píng)估組件供貨商過(guò)去在可靠性方面的表現(xiàn),以此判定廠商的合格性,這不僅是一個(gè)廠商選擇問(wèn)題,再加上汽車(chē)電子多需因不同車(chē)種有不同的客制設(shè)計(jì),因此汽車(chē)電子制造商也必須能與組件供貨商展開(kāi)更密切的先期開(kāi)發(fā)合作。
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