“在我國實行機動車國六排放標(biāo)準(zhǔn)的背景下，我國汽車工業(yè)對于汽車節(jié)能減排的要求日趨嚴(yán)格。作為汽車節(jié)能減排的關(guān)鍵零部件，車用氣體傳感器的需求量正在增大。可喜的是，國內(nèi)企業(yè)在這一領(lǐng)域已取得突破，打破了國外壟斷。”在日前于西安舉辦的第五屆全國汽車用氣體傳感器產(chǎn)學(xué)研用研討會期間，西安創(chuàng)聯(lián)電氣科技(集團)有限責(zé)任公司總經(jīng)理孫衛(wèi)龍在接受《中國電子報》記者采訪時發(fā)表了上述觀點。

車用氣體傳感器是節(jié)能減排關(guān)鍵

當(dāng)今，汽車在動力性、經(jīng)濟性、安全性及舒適性等方面均取得了革命性的進展，其根本在于汽車電子技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新及快速發(fā)展。與此同時，在我國大力支持環(huán)境保護、機動車污染治理及機動車國六排放標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境和政策背景下，對汽車節(jié)能環(huán)保、降低排放污染、提高使用效率等方面也提出了更高的要求，因此，整個汽車行業(yè)對氣體傳感器的需求也隨之水漲船高。

氣體傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車尾氣后處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件，它直接決定了汽車排放物的控制水平。孫衛(wèi)龍告訴記者，由于汽車尾氣中含有氧氣(O2)、氮氧化物(NOx)、顆粒物(PM)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳?xì)浠衔?HC)、鉛及硫氧化合物等不同氣體，因此，針對不同氣體，需要有特定的傳感器對其進行檢測和控制，以提高汽車燃油的燃燒效率和能源轉(zhuǎn)化率，減少污染性尾氣排放。目前在汽車上使用的氣體傳感器主要有二氧化碳濃度傳感器、氧傳感器、氮氧化物傳感器和顆粒物傳感器以及針對新能源汽車的氫氣(H2)傳感器等。

據(jù)了解，由于每輛汽車上都需要安裝不同的氣體傳感器，因此我國每年需要的車用汽車傳感器數(shù)量非常大。中國電子科技集團公司第十三研究所研究員周水杉給記者列舉了幾個數(shù)字，他說，目前，國六排放汽油車一般需要兩個氧傳感器，柴油車需要兩個氮氧傳感器，因此，保守估計，我國每年需要超過2億個氧傳感器、800萬~1000萬個氮氧傳感器、300萬~500萬個顆粒物傳感器，這將是一個超過百億元的市場。而全球汽車傳感器市場更是將上述數(shù)字提高了3～4倍。

此外，隨著我國工程機械、發(fā)電機組、船舶動力、礦山機械、大型農(nóng)機設(shè)備、油田鉆井設(shè)備等眾多領(lǐng)域污染排放標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高，氣體傳感器作為節(jié)能減排的關(guān)鍵傳感器，必將迎來更大的市場需求。

精度、穩(wěn)定性和成本成為主要考量因素

汽車對氣體傳感器除了提供廣闊市場外，還對其技術(shù)指標(biāo)、成本提出了具體要求。卓品智能科技有限公司總經(jīng)理李大明在接受《中國電子報》記者采訪時表示，電控技術(shù)在節(jié)能減排中發(fā)揮著核心功能作用，要做到精確控制，不僅要求控制策略精準(zhǔn)合理，發(fā)動機各個部分的氣體溫度、壓力、流量、組分濃度等傳感器的精確采集是基礎(chǔ)。周水杉表示，車用氣體傳感器在可靠性(壽命)、穩(wěn)定性、精度、響應(yīng)速度等方面都高于一般傳感器。

“對于車用氣體傳感器而言，傳感器的靈敏度、響應(yīng)速度、重復(fù)性是最基本的要求。另外，汽車工業(yè)對汽車產(chǎn)品還有特殊的要求，比如一致性、穩(wěn)定性、工藝可靠性，以及關(guān)鍵的成本。”中國硅酸鹽學(xué)會固態(tài)離子學(xué)分會副理事長、寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院副院長簡家文告訴記者。

李大明具體解釋了測量準(zhǔn)確性、高可靠性和低成本對車用氣體傳感器的意義：“測量準(zhǔn)確可以保證更加精準(zhǔn)的控制;可靠性即必須滿足汽車級的可靠性要求，在極端的環(huán)境(高低溫度、濕度、振動、電負(fù)荷、EMC等)下能夠可靠運行;保證低成本是因為國內(nèi)的主機廠對于成本要求非常高。這些都是國內(nèi)傳感器企業(yè)努力的方向。”

國內(nèi)企業(yè)嶄露頭角

在采訪過程中記者了解到，由于車用氣體傳感器技術(shù)含量高，涉及多門學(xué)科領(lǐng)域，開發(fā)難度較大，一直以來，車用氣體傳感器一直被國外廠商壟斷，嚴(yán)重依賴進口。目前我國主機廠用氣體傳感器主要由大陸、博世、德爾福、森薩塔等幾家外資企業(yè)提供，這不僅增加了主機廠的產(chǎn)品組裝成本，也在很大程度上影響了汽車節(jié)能減排技術(shù)在我國的普及和發(fā)展。因此，業(yè)內(nèi)人士紛紛表示，實現(xiàn)汽車用氣體傳感器的本土化及產(chǎn)業(yè)化，對我國汽車節(jié)能減排，提升汽車電子行業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用水平具有重要的現(xiàn)實意義。

簡家文表示，國內(nèi)車用氣體傳感器的技術(shù)水平在基礎(chǔ)原理方面與國外廠家處于同一水平，但在制備技術(shù)和測試技術(shù)方面與國外大公司水平差異較大;技術(shù)儲備和生產(chǎn)規(guī)模，以及用戶反饋等與國外廠家也有差距。“由于我們國家處于發(fā)展階段，具有一定的成本優(yōu)勢。另外，與國外廠家相比，也具有較強的市場靈活性。目前國內(nèi)的汽車傳感器廠家正在各個方面對這個市場進行滲透，市場份額取得了一些進步，產(chǎn)品類型也得到了極大豐富。”簡家文說。

目前，我國真正實現(xiàn)自主研發(fā)、批量生產(chǎn)車用氣體傳感器的企業(yè)較少。孫衛(wèi)龍告訴記者，西安創(chuàng)聯(lián)集團公司利用自身在電子漿料、氣體傳感器、厚膜工藝技術(shù)、電路設(shè)計開發(fā)等方面的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和生產(chǎn)經(jīng)驗，較早的對氮氧化物傳感器、顆粒物傳感器進行了立項開發(fā)。截至目前，已實現(xiàn)了氮氧傳感器的本土化，成為能夠批量生產(chǎn)氮氧傳感器的企業(yè);顆粒物傳感器也已成功開發(fā)出初樣，預(yù)計正樣將會在2020年問世。他同時表示，我國要想在車用氣體傳感器領(lǐng)域從根本上擺脫國外企業(yè)的制約，除了要實現(xiàn)車用氣體傳感器核心元件(陶瓷芯片)的本土化之外，更重要的是需要在核心原材料方面實現(xiàn)本土化。

李大明十分看好國內(nèi)氣體傳感器的發(fā)展，他表示，由于中國市場容量大，且國內(nèi)擁有“工程師紅利”，成本優(yōu)勢會讓國內(nèi)的產(chǎn)品占領(lǐng)越來越多的市場。此外，他還強調(diào)，除了汽車領(lǐng)域外，氣體傳感器的應(yīng)用十分廣泛，有毒有害氣體監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、消費類電子、工業(yè)安全、暖通市場、醫(yī)療市場、國防安全等領(lǐng)域，也都是氣體傳感器發(fā)揮作用的舞臺。因此，國內(nèi)廠家應(yīng)積極開展自主開發(fā)，充分利用中國市場以及工程師紅利，發(fā)揮各自優(yōu)勢，與企業(yè)零部件的單點優(yōu)勢相結(jié)合，實現(xiàn)合作共贏。