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汽車傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。在自動駕駛的層級結(jié)構(gòu)中，汽車傳感器處于感知層，產(chǎn)品附加值高， 是實現(xiàn)單車智能駕駛的核心硬件。那么，#汽車傳感器#技術發(fā)展情況如何？產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況如何？市場情況如何？競爭格局情況如何呢？

汽車傳感器概念及分類

1、概念

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。通常是由敏感元件、轉(zhuǎn)換原件、信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路等其他輔助元件組成。敏感元件接受被測量并輸出與被測量成確定關系的其他量，轉(zhuǎn)換元件把來自敏感元件的其他量轉(zhuǎn)換成適合傳輸、測量的電信號，適合輸出、測量的電信號通過信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路被轉(zhuǎn)換為可顯示、記錄、處理和控制的有用電信號，最后有用電信號被傳遞至其他裝置并進行通信。

傳感器的組成

敏感元件：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。 

轉(zhuǎn)換元件：傳感器核心元件，以敏感元件的輸出為輸入，把感知的非電量轉(zhuǎn)換 為電信號輸出。轉(zhuǎn)換元件本身可以作為獨立傳感器使用，叫做元件傳感器。

變換電路：把傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換成便于處理、控制、記錄和顯示的有 用電信號所涉及的有關電路。 

輔助電源：轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

2、分類

汽車傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。汽車傳感器可根據(jù)使用目的不同分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。

車身感知傳感器提高了單車自身的信息化水平，使車輛具備感知自身的能力；按照輸入的被測量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、線加速度傳感器、角加速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器，從工作原理上看這些傳感器大都采用MEMS方案。環(huán)境感知傳感器實現(xiàn)了單車對外界環(huán)境的感知能力，幫助汽車計算機獲得環(huán)境信息并做出規(guī)劃決策，為車輛智能化駕駛提供支持；環(huán)境感知傳感器主要分為車載攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達以及紅外雷達等。

行業(yè)歷史發(fā)展階段回顧

從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程來看，1986年國家將傳感器技術列入國家重點攻關項目，到2000年傳感器技術體系和產(chǎn)業(yè)初步建立，國產(chǎn)傳感器技術水平不斷進步。2016年以來，國內(nèi)傳感器技術及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，同時受國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術的推動，傳感器向著MEMS化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化的方向持續(xù)發(fā)展。 

汽車傳感器的發(fā)展階段分為結(jié)構(gòu)型傳感器階段、固體傳感器階段、智能型傳感器階段。目前MEMS傳感器、智能型傳感器快速發(fā)展，廣泛應用于汽車、安防醫(yī)療等行業(yè)。汽車傳感器通常研發(fā)周期較長，如汽車MEMS類傳感器從設計研發(fā)到最終全面商業(yè)化平均耗時28年。

車身感知傳感器：MEMS化是主要趨勢

1、概況

車身感知傳感器是汽車的“神經(jīng)末梢”。車身感知傳感器遍布汽車全身，被廣泛應用于動力系統(tǒng)（新能源車是三電系統(tǒng)）、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)，實現(xiàn)對汽車自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行，是汽車的“神經(jīng)末梢”，目前發(fā)展較為成熟，以MEMS傳感器為主。

（1）車身感知傳感器MEMS化是主要趨勢

車身感知傳感器的發(fā)展主要體現(xiàn)在新能源汽車的普及、汽車的安全性需求、以及MEMS微機電對傳統(tǒng)機電的替代所帶來的機遇。

動力來源是新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車的主要區(qū)別之一，新能源汽車的電子電氣架構(gòu)主要使用電池、電機、電控有關的以電流為主的電磁類傳感器，燃油車動力系統(tǒng)則主要以測量壓力、溫度、氣體的傳感器為主；電磁類傳感器需求有望隨新能源汽車滲透率提高逐步放量。按照被測物理量的不同車身感知傳感器可分為壓力、位置、溫度、加速度、氣體、流量等各類傳感器。

（2）汽車MEMS傳感器分類

汽車MEMS傳感器主要包括以下種類：

車身感知:壓力傳感器

將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的汽車壓力傳感器主要分為電容式和電阻式兩類。壓力傳感器是能夠感受壓力信號，并將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用的電信號的裝置。根據(jù)壓敏元件的主流技術原理的不同，汽車壓力傳感器主要分為電容式壓力傳感器和電阻式壓力傳感器，通常應用于發(fā)動機的進氣歧管處、檢測大氣壓力變化、檢測渦輪增壓機的增壓壓力、檢測懸架系統(tǒng)的油壓、實時檢測輪胎壓力、測量氣缸內(nèi)混合氣燃燒壓力等。

車身感知:位置傳感器

位置傳感器是測量元件運轉(zhuǎn)或運動所處位置的裝置。汽車位置傳感器的工作原理主要有霍爾效應、磁電阻效應、光電式、電容式、電熱式五種。根據(jù)用途不同可分為曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車高與轉(zhuǎn)角位置傳感器、液位傳感器、方位傳感器、座椅位置傳感器等。

車身感知:汽車溫度傳感器

溫度傳感器：汽車上應用最廣泛的溫度傳感器是熱敏電阻式溫度傳感器。汽車溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)化為可用輸出信號，按照工作原理可分為熱敏電阻式、熱電偶式、熱敏鐵氧體式，其中熱敏電阻式溫度傳感器應用最為廣泛。根據(jù)應用場景的不同熱敏電阻式溫度傳感器可分為進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車內(nèi)外溫度傳感器、 蒸發(fā)器出口溫度傳感器、排氣溫度傳感器等。

車身感知:汽車慣性傳感器 

慣性傳感器是用于測量物體在慣性空間中運動參數(shù)的裝置。根據(jù)運動是否呈線性的工作原理，慣性傳感器分為線加速度傳感器和角加速度傳感器兩類；按測量軸數(shù)量分為單軸、雙軸、三軸加速度傳感器。將線加速度傳感器、角加速度傳感器與其他測量元件組合搭配可以滿足汽車安全控制及導航系統(tǒng)的需求，具體應用包括汽車安全氣囊、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序（ESP）、電控懸掛系統(tǒng)等。

（線）加速度傳感器：線加速度傳感器又稱加速度傳感器，是通過測量傳感器內(nèi)部的慣性力并計算加速度數(shù)據(jù)的裝置。按照工作原理的不同加速度傳感器可分為交流響應型和直流響應型。交流加速度傳感器的感測機構(gòu)通常使用壓電元件，分為電壓輸出式壓電傳感器和電荷輸出式壓電傳感器；直流加速度傳感器根據(jù)感測技術的不同可分為電容式和壓阻式。

角（加）速度傳感器：角加速度傳感器又稱角速度傳感器，實質(zhì)是陀螺儀。陀螺儀是利用動量矩（自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生）敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或兩個軸的角運動檢測裝置，可與加速度計共同構(gòu)成慣性導航系統(tǒng)，是決定慣性導航系統(tǒng)精度的主要因素。

車身感知:空氣流量傳感器

空氣流量傳感器又稱空氣體流量計，可用于檢測發(fā)動機進氣量大小，是電噴發(fā)動機最重要的傳感器之一?？諝饬髁總鞲衅魍ǔ０惭b在進氣管上，將進氣量信號轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給ECU，以供ECU確定噴油量和點火時間。對汽油噴射發(fā)動機進行電子調(diào)節(jié)，使其在各種旋轉(zhuǎn)條件下基本都能獲得最佳濃度的混合氣，需要測量每時每刻吸入發(fā)動機的空氣量，作為ECU計算（調(diào)節(jié)）噴油量的關鍵依據(jù)。如果空氣流量傳感器或電路出現(xiàn)故障，ECU得不到良好的進氣信號，就無法適當調(diào)整噴油量，會造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機轉(zhuǎn)動異常，甚至會造成零部件損壞?？諝饬髁總鞲衅鞣譃轶w積式和質(zhì)量式，其中體積式包括葉片式、卡門渦街式、量芯式， 質(zhì)量式包括熱線式、熱模式。

車身感知:氣體傳感器

氣體傳感器是檢測氣體的種類和濃度等信息的裝置。氣體傳感器按照技術原理的不同可以劃分為半導體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、電化學氣體傳感器、光學氣體傳感器等；根據(jù)被測氣體的種類不同作用在汽車上的氣體濃度傳感器可以劃分為氧傳感器、NOX傳感器、稀薄混合氣傳感器、 煙霧濃度傳感器、柴油機煙度傳感器。