Изменяющаяся автомобильная среда: электроника для высоких температур

Подкапотная среда автомобиля является неблагоприятной, а современные тенденции в автомобильной электронной промышленности расширяют температурный диапазон эксплуатации электронных компонентов. Стремление размещать блоки управления двигателем на двигателе, а блоки управления трансмиссией — на трансмиссии или внутри нее — приведет к повышению температуры окружающей среды выше 125 °C. Однако чрезвычайно высокое ценовое давление, растущие требования к надежности (10 лет/241 350 км) и стоимость отказов в эксплуатации (отзывы автомобилей, юридическая ответственность и лояльность клиентов) будут обусловливать постепенный переход к более высоким температурам. Будут использоваться наиболее холодные участки двигателя и трансмиссии. Эти массивные элементы обеспечивают значительный теплоотвод, уменьшая повышение температуры вследствие рассеяния мощности в блоке управления. Большинство ближайших по срокам применений будет рассчитано на температуры 150 °C или ниже, причем это будут предельные, а не номинальные температуры. Переход к технологии X-by-wire, при которой механические и гидравлические системы заменяются электромеханическими, потребует большего использования силовой электроники. Интеграция силовых транзисторов и интеллектуальных силовых устройств в электромеханические исполнительные механизмы потребует работы силовых устройств при температурах от 175 °C до 200 °C. Гибридные электромобили и автомобили на топливных элементах также будут стимулировать спрос на силовую электронику для более высоких температур. В гибридных электромобилях и автомобилях на топливных элементах высокая температура будет обусловлена рассеянием мощности. Альтернативой высокотемпературным устройствам являются системы терморегулирования, увеличивающие массу и стоимость. Наконец, число датчиков в автомобилях растет по мере добавления систем с электрическим управлением. Многие из этих датчиков должны работать в условиях высоких температур. Наиболее жесткими являются условия эксплуатации датчиков выхлопных газов и датчиков давления в цилиндрах или датчиков процесса сгорания. Применение высокотемпературной электроники в автомобильных системах будет продолжать расширяться, однако этот процесс будет постепенным по мере решения вопросов стоимости и надежности. В работе рассматриваются причины, обусловливающие необходимость электроники, рассчитанной на более высокие температуры...