01、汽車(chē)電子應(yīng)用中的電池

除了動(dòng)力電池以外，汽車(chē)內(nèi)還有一些比較重要的部件和功能需要搭載電池，如下所示，其中綠色的為可充電電池的應(yīng)用，藍(lán)色的為一次電池的應(yīng)用。從按照用途分類(lèi)，可以分為主電源供電：類(lèi)似 TPMS 和車(chē)鑰匙需要自己?jiǎn)为?dú)供電；還有就是備用電源：在主電源（發(fā)電機(jī)或者 DC-DC）故障時(shí)，作為備用電源為設(shè)備供電，最主要的涉及到通信（如 T-box），底盤(pán)和 ADAS 安全部件或者系統(tǒng)的備電。

圖 1 村田電池在汽車(chē)中的應(yīng)用

1） TPMS 電池 在 TPMS 應(yīng)用中，電池和傳感器封裝在一起，安裝于輪胎內(nèi)。這對(duì)電池提出了非常高的要求。如下所示： 車(chē)輛任何的加速減速轉(zhuǎn)彎的行為都會(huì)使得輪胎和地面發(fā)生摩擦產(chǎn)生熱量，TPMS 的電池會(huì)時(shí)常工作在高溫環(huán)境中，需要電池耐熱。同時(shí)由于輪胎吸收路面的震動(dòng)和輪胎滾動(dòng)中的離心力，用以引發(fā)電池的漏液導(dǎo)致電池失效，因此 TPMS 電池還需要能夠承受震動(dòng)和離心力。

圖 2 TPMS 的電池要求

傳統(tǒng)的紐扣電池 -30~70 度的范圍無(wú)法滿(mǎn)足 TPMS 對(duì)溫度的要求，需要將電池的工作溫度擴(kuò)展到 -40~125 度，這非?？简?yàn)電池廠商的技術(shù)能力。

圖 3 可以工作在 -40 度~125 度的村田紐扣電池

圖 4 村田紐扣電池特有的防漏設(shè)計(jì)

為了應(yīng)對(duì)震動(dòng)和離心力，電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)上也需要做相應(yīng)的設(shè)計(jì)，例如使用防漏墊片來(lái)避免電池漏液的風(fēng)險(xiǎn)。這同樣考驗(yàn)電池廠家的設(shè)計(jì)能力。

2） T-box 的備用電池 T-box 往往會(huì)集成 eCall 緊急呼叫功能，這就要求 T-box 有極高的可靠性。目前主流的 T-box 設(shè)計(jì)中都會(huì)用到可充電的電池來(lái)作為災(zāi)備電源使用，因此需要電池有著非常高的安全性和耐久性。業(yè)內(nèi)一般用電池的高溫放電穩(wěn)定性和高溫（45 度或者 60 度）循環(huán)壽命來(lái)評(píng)估電池的安全性和耐久性。其原理是：高溫（無(wú)論是外部環(huán)境還是自身短路）是引發(fā)電池安全事故和加速電池老化的主要因素，如果電池在高溫下可以放電更穩(wěn)定，充放電循環(huán)更耐久的話(huà)，就足以證明該電池有著很高的耐熱性，不但可以滿(mǎn)足一些車(chē)規(guī)方面的溫度要求，同時(shí)也能證明電池的高安全性。

圖 5 村田 18650FTC1 電池的高溫放電測(cè)試

圖 6 村田 FTC 系列電池的 10 年循環(huán)壽命實(shí)測(cè)

無(wú)論是廠家和消費(fèi)者都希望可以用上高性能的電池產(chǎn)品，但客觀來(lái)說(shuō)，高性能的電池往往意味著更高難度的工藝和技術(shù)，成本也較高。在實(shí)際性能和成本折衷過(guò)程中，動(dòng)力電池是往成本折衷，而其他電池是更貼近高性能取向，“取舍是技術(shù)，也是一門(mén)藝術(shù)”。

02、傳感器產(chǎn)品

村田提供的產(chǎn)品都是 ECU 里面使用的感知器件，起到了非常大的作用，這些數(shù)據(jù)將是汽車(chē)感知運(yùn)動(dòng)和保護(hù)乘客安全的核心，主要的兩款 6 軸慣性傳感器 -SCHA600 和第 3 代組合傳感器 -SCC3000 兩款產(chǎn)品，有不少亮點(diǎn)

1） 安全傳感器 SCC3000 系列第 3 代組合傳感器是村田主動(dòng)安全系統(tǒng)的新產(chǎn)品，采用陀螺儀傳感器和三軸加速度傳感器的集成一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)靜電容量式 3D-MEMS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠性，能夠應(yīng)用于車(chē)身控制裝置、坡道起步輔助、大燈調(diào)平及惡劣環(huán)境下的慣性測(cè)量。具有良好的靈敏度、優(yōu)異的偏置穩(wěn)定性，并配備自我診斷功能，采用了通用 SPI 接口加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。 主要應(yīng)用于汽車(chē)關(guān)鍵安全應(yīng)用中，如防滑裝置、電子穩(wěn)定系統(tǒng)、翻滾檢測(cè)傳感器、導(dǎo)航系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)、慣性測(cè)量裝置、坡道起步輔助等。

圖 5 加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理

2） 6 軸慣性傳感器 SCHA600 系列 6 軸慣性傳感器適用于車(chē)輛位置檢測(cè)及導(dǎo)航，車(chē)輛狀態(tài)檢知及穩(wěn)定性控制等領(lǐng)域，以厘米級(jí)精度提供車(chē)輛動(dòng)態(tài)和車(chē)輛位置信息，主要面向于 L3 的 ADAS 和更高階的自動(dòng)駕駛中。在室溫條件下，該傳感器的零偏不穩(wěn)定性為 0.9 °/h，陀螺 RMS 噪聲水平低于 0.007°/s，在偏置穩(wěn)定性和噪聲方面表現(xiàn)優(yōu)異，具備廣泛失效安全監(jiān)測(cè)功能以及用于診斷的錯(cuò)誤位，包括內(nèi)部參考信號(hào)監(jiān)測(cè)、用于驗(yàn)證通信的校驗(yàn)技術(shù)以及信號(hào)飽和 / 超量程檢測(cè)。

小結(jié)：汽車(chē)電子的核心器件的迭代和 ECU 的開(kāi)發(fā)息息相關(guān)，這些元器件的開(kāi)發(fā)是真實(shí)的影響到了一臺(tái)車(chē)的智能化，在過(guò)了軟件階段以后，汽車(chē)?yán)锩娴脑骷矔?huì)得到我們的重視。

編輯：hfy