為了滿足人類對(duì)安全、舒適、方便等需求，對(duì)汽車電器也提出了更高的要求。汽車制造商紛紛利用電子技術(shù)，引進(jìn)新的、性能更高的電器設(shè)備，提高汽車的動(dòng)力性、安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、新材料和新工藝的不斷進(jìn)步，今后汽車電器的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下方面[1]。
1、電源電壓標(biāo)準(zhǔn)由12V提高到24V
由于電子或電器元件在汽車上的應(yīng)用日益廣泛，現(xiàn)有汽車電源的供電能力出現(xiàn)了不足，發(fā)電機(jī)的質(zhì)量和功率在不斷增大，供電電流不斷增加，而效率卻很低。現(xiàn)歐美的汽車制造商與零部件制造商已達(dá)成協(xié)議，將汽車的供電系統(tǒng)電壓由12V提高到24V。汽車上采用12V 電壓已有30年歷史，當(dāng)時(shí)對(duì)改善啟動(dòng)性能，提率起了一定作用，但目前已不適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。當(dāng)電壓提高3倍，電流就減少2/3，因而可以大大減少電纜、電動(dòng)機(jī)線圈等數(shù)量和尺寸。特別是可使一些新技術(shù)如電子控制電動(dòng)氣閥機(jī)構(gòu)，飛輪內(nèi)裝起動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)一體式結(jié)構(gòu)，以及電子控制電動(dòng)制動(dòng)器轉(zhuǎn)向系的應(yīng)用成為可能。另外，采用24V電源系統(tǒng)為車輛的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了更大的可能性。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的一些附件可以直接由新的電源系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，從而減少了空轉(zhuǎn)消耗，提高了能源利用效率；這些部件也可以從發(fā)動(dòng)機(jī)中分離出來(lái)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的部件數(shù)量，改善設(shè)計(jì)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；對(duì)于電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，由電源直接驅(qū)動(dòng)，可以省去液壓或氣壓系統(tǒng)，帶來(lái)更好的駕駛舒適性和更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。
2、電器趨于集成化和模塊化
汽車電器趨于集成化和模塊化是今后另一個(gè)大有發(fā)展前景的領(lǐng)域。為了減小體積，減輕質(zhì)量，提高可靠性，要求將產(chǎn)品分散的部件組合成一個(gè)整體，趨于模塊化。比如發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)集成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。通過集成化和模塊化后，可以共用傳感器、控制元件、線路，使零件數(shù)量減少，減少連接點(diǎn)，從而提高可靠性。西門子公司為奔馳公司*車開發(fā)的電控自動(dòng)變速器，就是一個(gè)很好的例子。將控制元件及傳感器都裝入到齒輪箱內(nèi)，節(jié)省了空間，電線由20根減為4根。多路傳輸技術(shù)在20世紀(jì)90年代開始推廣，先是福特公司用于林肯大陸型車上，通用公司銷售中的10%～ 20%采用此技術(shù)，采用多路傳輸技術(shù)需要有智能型傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配合。此技術(shù)可減輕質(zhì)量，減少導(dǎo)線，因而降低成本，并提高可靠性。
3、電子器件趨于微型化
新的生產(chǎn)工藝的產(chǎn)生，使電子元件日趨微型化。例如：現(xiàn)在汽車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)及牽引力控制系統(tǒng)(TCS)其質(zhì)量與體積僅為zui初開始安裝系統(tǒng)1/4，博世公司的燃油控制系統(tǒng)，在不斷提高功能的同時(shí)，大大減少了零件數(shù)量、體積與質(zhì)量。經(jīng)集成后，1996年減少到82個(gè)部件，僅為0.25kg，這是由于博世公司研究出一種復(fù)合技術(shù)。將半導(dǎo)體芯片、傳感器及其它部件，采用特殊的裝配及連接技術(shù)，緊湊地裝在陶瓷基體上，使之成為一種能承受對(duì)汽車電子元件苛刻要求的堅(jiān)固的電控元件。它可以在溫度為-40～130℃，振動(dòng)達(dá)100g環(huán)境中工作。微處理器已廣泛地應(yīng)用于安全、環(huán)保、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、速度控制和故障診斷中。目前，美國(guó)汽車用8位微處理器的占多數(shù)，約占總量的65%。16位和32位微處理器正在迅速地?cái)U(kuò)大市場(chǎng)。近年來(lái)16位的用量增加約50%，而8位的僅增加11 %。
4、智能型傳感器的應(yīng)用
車用傳感器是促進(jìn)汽車化、電子化、自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前一般汽車裝有幾十到近百只傳感器，而豪華汽車大約使用二三百只傳感器( 目前汽車行業(yè)是傳感器zui大的用戶)，世界各國(guó)對(duì)車用傳感器的研究開發(fā)，提高性價(jià)比都非常重視。隨著汽車電子控制的多樣化，其所需要的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。為此，研究新型、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來(lái)的智能化集成傳感器，不僅要能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能對(duì)信號(hào)作放大和處理。同時(shí)，它還能進(jìn)行時(shí)漂、溫漂和非線性的自動(dòng)校正，具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，以保證傳感器信號(hào)的品質(zhì)不受影響。即使在特別嚴(yán)酷的使用條件下，仍能保持較高的精度。它還具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，從而免受機(jī)械特性的影響。美國(guó)的ITT 公司開發(fā)了“主動(dòng)式軸承傳感器”，能更準(zhǔn)確地測(cè)定車輪轉(zhuǎn)速。日本松下公司開發(fā)的汽車用角速度傳感器結(jié)構(gòu)更緊湊，其比原來(lái)的尺寸小30%，靈敏度和可靠性大大提高，可在-30～85℃，相對(duì)濕度為100%的環(huán)境下工作，并且具有自我診斷功能。
5、智能型功率集成電器
目前，智能型功率集成電路應(yīng)用zui廣泛的領(lǐng)域包括以下3個(gè)方面：一是用于高位的開關(guān)控制，以固態(tài)繼電器的型式取代傳統(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)式喇叭繼電器、轉(zhuǎn)向燈繼電器、怠速繼電器、雨刮繼電器等，實(shí)現(xiàn)大電流、高電壓的輸出控制。由于智能功率不存在機(jī)械觸點(diǎn)，并可實(shí)施脈沖調(diào)制(PWM) 控制及自我保護(hù)，因此可克服電磁繼電器始終存在的機(jī)械觸點(diǎn)電火花腐蝕的困擾，提高其可靠性和壽命。二是直接取代傳統(tǒng)的大功率晶體管。智能型功率集成電路內(nèi)部的MOSFET 器件可在150℃下工作，芯片除了提供通常的過流、過壓保護(hù)措施以外，其內(nèi)部包含兩套彼此獨(dú)立的故障識(shí)別電路，以區(qū)別器件的軟短路或由外部負(fù)載硬短路引起的過載溫升，并快速關(guān)斷器件，而內(nèi)嵌式的溫度傳感器則保證軟短路現(xiàn)象消失后恢復(fù)器件的再啟動(dòng)，使其成為“*”性電子保險(xiǎn)絲。目前，上對(duì)智能功率芯片的研制和生產(chǎn)，美國(guó)IXYS公司已推出能工作在500V 2，1000V 10A的芯片，可直接與微處理器總線相連，通過MOSFET器件可直接用于電機(jī)的控制。歐洲zui大的汽車電子器件制造廠之一意法半導(dǎo)體有限公司(SGS-THOMSON)，已推出采用垂直智能功率技術(shù)制造帶有垂直電流功率達(dá)林頓管的高電壓點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)器件產(chǎn)品VB027SP，該器件具有線圈相限內(nèi)置保護(hù)電路和反壓箝位電路，允許電池線上的±100V的瞬變過沖電壓。
此外，由于汽車用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)量日益增多，采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要。光導(dǎo)纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì)，以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。隨著數(shù)字技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，給汽車業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。進(jìn)入多媒體時(shí)代全新概念的汽車已經(jīng)開始出現(xiàn)。歌樂公司與微軟公司合作，利用Windows操作系統(tǒng)，綜合運(yùn)用汽車音響、計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)及自動(dòng)語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)，開發(fā)出世界上*臺(tái)擁有車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“歌樂PS”，將車載多媒體技術(shù)推向了一個(gè)新階段。預(yù)計(jì)將聲音、圖像、辦公通信融為一體的汽車多媒體不久將成為現(xiàn)實(shí)。而我國(guó)汽車技術(shù)相對(duì)還比較落后，只有不斷地吸收發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的技術(shù)，充分發(fā)揮汽車機(jī)電人員、汽車集成電路研制人員、汽車軟硬件人員、汽車優(yōu)化人員的才能，才能提高我國(guó)汽車電器及電子產(chǎn)品技術(shù)水平。