汽车节能减排，气体传感器是推手

诸玲珍

“在我国实行机动车国六排放标准的背景下，我国汽车工业对于汽车节能减排的要求日趋严格。作为汽车节能减排的关键零部件，车用气体传感器的需求量正在增大。可喜的是，国内企业在这一领域已取得突破，打破了国外垄断。”在日前于西安举办的第五届全国汽车用气体传感器产学研用研讨会期间，西安创联电气科技（集团）有限责任公司总经理孙卫龙在接受《中国电子报》记者采访时发表了上述观点。

车用气体传感器是节能减排关键

气体传感器是汽车尾气后处理系统中的关键零部件，它直接决定了汽车排放物的控制水平。

当今，汽车在动力性、经济性、安全性及舒适性等方面均取得了革命性的进展，其根本在于汽车电子技术的研发创新及快速发展。与此同时，在我国大力支持环境保护、机动车污染治理及机动车国六排放标准的产业环境和政策背景下，对汽车节能环保、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，整个汽车行业对气体传感器的需求也随之水涨船高。

气体传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车尾气后处理系统中的关键零部件，它直接决定了汽车排放物的控制水平。孙卫龙告诉记者，由于汽车尾气中含有氧气（O₂）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、一氧化碳（CO）、=氧化碳（CO₂）、碳氢化合物（HC）、铅及硫氧化合物等不同气体，因此，针对不同氣体，需要有特定的传感器对其进行检测和控制，以提高汽车燃油的燃烧效率和能源转化率，减少污染性尾气排放。目前在汽车上使用的气体传感器主要有二氧化碳浓度传感器、氧传感器、氮氧艺物传感器和颗粒物传感器以及针对新能源汽车的氨气（H₂）传感器等。

据了解，由于每辆汽车上都需要安装不同的气体传感器，因此我国每年需要的车用汽车传感器数量非常大。中国电子科技集团公司第十三研究所研究员周水杉给记者列举了几个数字，他说，目前，国六排放汽油车一般需要两个氧传感器，柴油车需要两个氮氧传感器，因此，保守估计，我国每年需要超过2亿个氧传感器、800万-1000万个氮氧传感器、300万-500万个颗粒物传感器，这将是一个超过百亿元的市场。而全球汽车传感器市场更是将上述数字提高了3-4倍。

此外，髓着我国工程机械、发电机组、船舶动力、矿山机械、大型农机设备、油田钻井设备等众多领域污染排放标准的逐渐提高，气体传感器作为节能减排的关键传感器，必将迎来更大的市场需求。

精度、稳定性和成本成为主要考量因素

对于汽车用气体传感器而言.传感器的灵敏度、响应速度、重复性是最基本的要求。

汽车对气体传感器除了提供广阔市场外，还对其技术指标、成本提出了具体要求。卓品智能科技有限公司总经理李大明在接受《中国电子报》记者采访时表示，电控技术在节能减排中发挥着核心功能作用，要做到精确控制，不仅要求控制策略精准合理，发动机各个部分的气体温度、压力、流量、组分浓度等传感器的精确采集是基础。周水杉表示，车用气体传感器在可靠性（寿命）、稳定性、精度、响应速度等方面都高于一般传感器。

“对于车用气体传感器而言，传感器的灵敏度、响应速度、重复性是最基本的要求。另外，汽车工业对汽车产品还有特殊的要求，比如一致性、稳定性、工艺可靠性，以及关键的成本。”中国硅酸盐学会固态离子学分会副理事长、宁波大学信息科学与工程学院副院长简家文告诉记者。

李大明具体解释了测量准确性、高可靠性和低成本对车用气体传感器的意义：“测量准确可以保证更加精准的控制;可靠性即必须满足汽车级的可靠性要求，在极端的环境（高低温度、湿度、振动、电负荷、EMC等）下能够可靠运行;保证低成本是因为国内的主机厂对于成本要求非常高。这些都是国内传感器企业努力的方向。”

国内企业崭露头角

实现车用气体传感器的本土化及产业化，对提升汽车电子行业的技术水平具有重要意义。

在采访过程中记者了解到，由于车用气体传感器技术含量高，涉及多门学科领域，开发难度较大，一直以来，车用气体传感器一直被国外厂商垄断，严重依赖进口。目前我国主机厂用气体传感器主要由大陆、博世、德尔福、森萨塔等几家外资企业提供，这不仅增加了主机厂的产品组装成本，也在很大程度上影响了汽车节能减排技术在我国的普及和发展。因此，业内人士纷纷表示，实现汽车用气体传感器的本土化及产业化，对我国汽车节能减排，提升汽车电子行业的技术水平和产业化应用水平具有重要的现实意义。

简家文表示，国内车用气体传感器的技术水平在基础原理方面与国外厂家处于同一水平，但在制备技术和测试技术方面与国外大公司水平差异较大;技术储备和生产规模，以及用户反馈等与国外厂家也有差距。“由于我们国家处于发展阶段，具有一定的成本优势。另外，与国外厂家相比，也具有较强的市场灵活性。目前国内的汽车传感器厂家正在各个方面对这个市场进行渗透，市场份额取得了一些进步，产品类型也得到了极大丰富。”简家文说。

目前，我国真正实现自主研发、批量生产车用气体传感器的企业较少。孙卫龙告诉记者，西安创联集团公司利用自身在电子浆料、气体传感器、厚膜工艺技术、电路设计开发等方面的产业基础和生产经验，较早的对氮氧化物传感器、颗粒物传感器进行了立项开发。截至目前，已实现了氮氧传感器的本土化，成为能够批量生产氮氧传感器的企业;颗粒物传感器也已成功开发出初样，预计正样将会在2020年问世。他同时表示，我国要想在车用气体传感器领域从根本上摆脱国外企业的制约，除了要实现车用气体传感器核心元件（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实现本土化。

李大明十分看好国内气体传感器的发展，他表示，由于中国市场容量大，且国内拥有“工程师红利”，成本优势会让国内的产品占领越来越多的市场。此外，他还强调，除了汽车领域外，气体传感器的应用十分广泛，有毒有害气体监控、环境监测、消费类电子、工业安全、暖通市场、医疗市场、国防安全等领域，也都是气体传感器发挥作用的舞台。因此，国内厂家应积极开展自主开发，充分利用中国市场以及工程师红利，发挥各自优势，与企业零部件的单点优势相结合，实现合作共赢。