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人类与汽车技术展览会2023 参展报告

村田制作所参加了2023年5月24日至26日在横滨国际平和会议场、7月5日至7日在名古屋Aichi Sky Expo(爱知县国际展示场)举行的日本国内超大级汽车技术展览会“人类与汽车技术展览会”(日本社団法人自动车技术会举办)。我们展示了村田的新创技术和产品,支持汽车行业推进的电气化、自动化、互联化和功能控制电子化的举措。

最近几年,受新冠疫情的影响,汽车行业相关人员很难前往实际会场参观的情况一直在持续。在今年的展会上,很多参观者能够亲临现场、亲眼观看、亲手触摸,真实感受了新近科技的前沿趋势。参观者与村田展位的工作人员就与展览相关的问题进行了热烈的交流和讨论,收到了大量的评价和建议。在此,我们以名古屋会场为中心,介绍展位上展示的技术和产品以及演示情况。

以电子元件的力量推动符合CASE的汽车进化

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力争实现全球脱碳和可持续发展的举措正在加速,在汽车行业,电动汽车(EV)的全面成长期终于逐渐来临。另一方面,配备车辆数量逐年增加的高级驾驶辅助系统(ADAS)的功能也变得越来越先进。面向进一步提高安全性的技术开发正在进行。此外,现在投放到市场上的大多数车辆都标准配备了通信功能,已开始通过与云端、周边车辆、交通基础设施等连接来提供各式各样的服务。

在村田的展位上,我们提出了许多解决方案,通过投入迄今为止一直在打磨的技术框架来满足社会和汽车行业的需求。参观者可以通过实物、面板展览和演示来感受其效果和价值。而且,从参与移动行业技术和产品的策划和开发的人员那里听到了很多意见:

“我想了解功能、性能、价格、上市时间等能够讨论是否采用的详细信息”
“使用传感器可以从汽车内部和外部收集如此多有价值的信息超出了我的预想,使我很惊讶”
“我来到展位是为了观看已通过事先信息知道的新技术的实物和演示,结果满足了我的期望”
“我想将信息带回去讨论,考虑贵公司提出的解决方案是否可以作为解决本公司问题的方案”

等等。

村田愿意真诚倾听汽车行业人士的意见,与他们密切合作,共同开发和提供有价值的电子元件解决方案,促进汽车的进一步发展。作为电子行业的创新者,我们通过开发和提供高稳定性电容器等无源元件、用于先进安全系统的传感器和通信模块等解决方案,为实现智能、舒适的移动社会做贡献。请期待始终与汽车产业并肩迈向未来的村田制作所。

INDEX

提案1:实现更具吸引力和便利性的电动汽车

・支持电动汽车高附加值化的静噪用树脂模制表面贴装型MLCC:EVA系列【新产品】

・通过高精度温度检测支持电动汽车电池的高性能化和确保安全:SMD NTC热敏电阻

・面向X in 1集成电力电子设备的车载耐受高温薄膜电容器

提案2:实现安全性、舒适性更优的汽车自动化

・满足E/E架构的更新和自动驾驶/ADAS需求的电子元器件系列

・通过大范围且高精度的距离检测实现安全性更优的自动制动:超声波传感器[开发中]

・通过传感器持续监测乘员的健康状况,支持安全驾驶:乘员监测传感器[参考展品]

・即使在GPS电波无法到达的场所也能准确识别车辆位置:惯性力传感器SCHA600

提案3:实现在多种场景下稳定连接的网联汽车

・符合2种主要标准的V2X通信模块:Type 1YL/Type 2AN

・促进运输行业DX实践的内置RFID的轮胎

提案4:支持汽车进一步发展的村田技术和产品

・将运输和交通行业的驾驶员疲劳可视化,实现安全驾驶:疲劳压力计MF100

・通过在路灯中嵌入传感器和通信功能来观察居民和社会:智能灯杆应对技术

・将8种分析功能打包到1个软件包中的设计人员用仿真软件:Femtet

提案1:实现更具吸引力和便利性的电动汽车

支持电动汽车高附加值化的静噪用树脂模制表面贴装型MLCC:EVA系列【新产品】

在新近的电动汽车开发中,出现了一种将电池电压从以前的400V提高到800V或更高即高电压化的趋势,以延长续航里程并缩短充电时间。EVA系列在实现了既小又薄(12.7×6.0×3.7mm)的同时,还能在施加符合安全标准的高电压负载时确保所需的爬电距离,是一种面向电动汽车的静噪用树脂模制表面贴装型多层陶瓷电容器。适用于配备了800多伏的高电压电池的电动汽车车载充电器(OBC)及电机驱动逆变器等,可作为确保高安全性的静噪元件使用。通过替换迄今为止使用的薄膜电容器和大型单层电容器,可以实现电路板小型化。有助于扩大车内空间、提高电气元件布置的自由度以及增加电池容量。此外,可以通过回流安装,因此可以促进降低组装成本。

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通过高精度温度检测支持电动汽车电池的高性能化和确保安全:SMD NTC热敏电阻

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为了确保配备大容量、高功率电池的电动汽车的安全性并提高其性能,基于高精度温度检测的准确热控制对于切实阻止热失控必不可缺。村田提供有助于车载电池热失控对策、符合AEC-Q200标准的小型、高精度SMD NTC热敏电阻(温度传感器)。还拥有最小为0.6×0.3mm的小型产品系列,检测温度精度也很高,可以小到0.18°C@25°C。 近年来,将迄今为止用电缆连接的电池单元改为用柔性电路板连接的结构的电池模块不断增加。SMD型NTC热敏电阻可以表面贴装到柔性电路板上,有助于降低电池模块组装成本。此外,通过将其安装在柔性电路板上,传感器和电池单元表面之间的接触面积变大,可实现高速响应。由此可以迅速检测异常并在问题变得严重之前进行处理。

面向X in 1集成电力电子设备的车载耐受高温薄膜电容器

在电动系统的构成要素——逆变器、电机、齿轮、车载充电器(OBC)和DC-DC转换器等电力电子设备中,在E-Axle中可以看到的功能集成正在不断发展,以应对电动汽车的普及。在这一趋势中,处理高电压、大电流的功率的电路中使用的大容量薄膜电容器开始需要能够应对功率密度增加的耐高热、薄型产品。村田利用陶瓷电容器开发过程中积累的高质量和小型化的知识,开发出了满足新需求的车载耐高热薄膜电容器。以前的薄膜电容器的耐热温度为85°C至105°C,这对于高功率密度的电力电子设备来说是不够的。村田开发的薄膜电容器通过采用独自开发的薄膜材料,实现了125°C至135°C的耐高热化。有助于集成度越来越高的车载电力电子设备实现小型化和轻量化。

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提案2:实现安全性、舒适性更优的汽车自动化

满足E/E架构的更新和自动驾驶/ADAS需求的电子元器件系列

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为了应对汽车自动化和控制电子化的急速进步,出现了将“电气/电子架构(E/E architecture)”更新为更有效率、更有效果的构成的动向。以前的分布式架构在新车型中正在转变为将每种功能的处理系统分散配置的分布式域类型,在开发前线正在转变为将功能集成到中央的高性能计算机的集中式域类型。在这种情况下,与配备在电气/电子电路中的SoC的高性能化、电源架构的分散化和车载网络的高速化相对应的电子元件的需求不断增长。村田通过优化电子元件的材料、工艺方法和结构,开发并提供满足无人驾驶和高级驾驶辅助系统(ADAS)的需求、实现了小型、高稳定性的电子元件。

通过大范围且高精度的距离检测实现安全性更优的自动制动:超声波传感器[开发中]

为了实现安全的自动制动系统和自动驻车系统,需要能够在更大范围内准确检测车辆与周围车辆和物体之间的距离的超声波传感器。村田目前正在开发一种短距离和长距离双方的性能均得到提高的超声波传感器。通过让共振频率的公差降低到传统产品的50%,在大到550cm的范围内让距离检测性能得到了稳定。此外,还通过让静电容量的公差也减少到以前的50%,让最小检测范围从以前产品中的30cm减少到了15cm或更小,提高了近距离性能。此外,通过降低Q值和Q容差标准化实现了与编码IC之间的兼容性。温度特性也得到了改进。村田还在开发适用于驻车辅助等检测车辆周围状况等的79GHz频段毫米波雷达解决方案。

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通过传感器持续监测乘员的健康状况,支持安全驾驶:乘员监测传感器[参考展品]

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为了让驾驶员处于能安全驾驶的状态,驾驶时必须始终保持良好的健康状态。村田正在开发能够检测呼吸和心跳等生物信号、检测有无乘员及其状态并可嵌入到座椅中使用的传感器。它可以实现高灵敏度、高分辨率、宽范围的测量。单个传感器可以同时测量和区分乘员坐到座椅上引起的大负载波动和由呼吸和心脏运动引起的微小负载波动。可用于通过监测驾驶员的健康状态确保安全、能够区分座椅上的物体和乘员的高功能安全带提醒器以及为安全激活安全气囊而进行的乘员检测等。村田还正在开发适用于检测忘在车内的儿童的60GHz频段毫米波雷达解决方案。

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即使在GPS电波无法到达的场所也能准确识别车辆位置:惯性力传感器SCHA600

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为了实现安全的自动驾驶系统和高级驾驶辅助系统(ADAS),必须采用能够高精度识别车辆位置的传感方法。然而,在隧道内等GPS电波无法到达的场所很难识别位置。SCHA600是一款实现高精度检测运动和位置的6轴单封装惯性力传感器。支持通过数字SPI通信进行数据输出。陀螺仪检测范围为±125dps或±300dps,加速度检测范围为±6g。此外,它还可以应用于在功能安全级别需要ASIL-D的系统开发。抗振特性出色,而且配备了可以检测广范围内异常的常时自我诊断功能。符合AEC-Q100标准。

提案3:实现在多种场景下稳定连接的网联汽车

符合2种主要标准的V2X通信模块:Type 1YL/Type 2AN

为了实现自动驾驶,需要有一种可以从周围车辆和信号灯等交通基础设施中收集仅通过安装在车辆中的传感器无法检测到的信息的机制。为了实现这一点,必须配备V2V(车辆对车辆)和V2I(车辆对基础设施)的通信功能。Type 1YL / Type 2AN是村田初次开发的同时支持DSRC方式(符合 IEEE801.11标准)和蜂窝V2X方式(符合3GPP Release 14/15、PCS标准)的V2X用通信模块。配备了V2X芯片组市场的全球领导者Autotalks制造的、符合AEC-Q100标准的芯片组。我们利用村田的高频RF设计技术和特有的高密度安装技术,制造出了具有出众的品质、坚固性和高性能的模块。对于V2X,必须支持的标准的方式因国家和地区而异,但Type 1YL/Type 2AN可以更易于满足销售地国家的要求。

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促进运输行业DX实践的内置RFID的轮胎

在受到劳动力短缺困扰的运输行业,减少卡车因轮胎检查和维修而造成的停运时间已成为一个紧迫的问题。村田与米其林联公司合开发了轮胎内置式RFID。这是一种支持促进运输行业数字化转型(DX)的技术。通过利用开发的轮胎内置式RFID,可以提高库存和物流管理、记录每个轮胎的剩余沟槽以及翻新履历等轮胎管理工作的效率。它是一个使用UHF频段RAIN RFID(865 至 920 MHz)的小型标签(高度为1.8mm,宽度到40mm为止),具有可以承受轮胎加工和行驶过程中的冲击的耐久性。此外,通过采用村田特有的天线设计,即使内置到轮胎中也能实现良好的通信特性。

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提案4:支持汽车进一步发展的村田技术和产品

将运输和交通行业的驾驶员疲劳可视化,实现安全驾驶:疲劳压力计MF100

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运输和公共交通行业的安全运行需要进行适当的驾驶员疲劳管理。此外,在汽车行业等制造业的现场,为了确保安全和提高效率,也存在同样的问题。MF100是一款疲劳压力计,可通过检测心率波动方便、准确地显示疲劳情况。根据使用村田的传感器进行无创检测得到的心率和脉搏数据将自主神经的状态数值化。通过使用经过医学验证的算法对积累的此类大数据进行解析,从而抽出关于交感神经和副交感神经的平衡和偏差值的信息。由此将难以客观评估的“疲劳和压力程度”可视化,并支持生产现场的员工的健康管理和工作环境改进活动等。此外,它还可以用于对开发产品在汽车上配备的舒适设备的开发中产生的效果进行客观评估。

通过在路灯中嵌入传感器和通信功能来观察居民和社会:智能灯杆应对技术

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智能灯杆将5G基站、环境传感等多种功能集成到路灯中,有望在智慧城市中作为观察人员和更有效率、更有效果地掌握社会活动的重要元素。村田将继续通过开发和供应用于检测交通量、进出人数、大气中的二氧化碳浓度等的多种传感器以及多种通信模块等,为智能灯杆的进一步发展做贡献。2023年5月,我们与京都府长冈京市签署全面合作协议。年内将实际设置智能灯杆,今后除了储能和发电外,还将致力于实现碳中和。

设计人员仿真软件:Femtet

Femtet是一款用户友好的解析仿真软件,它将8种解析功能封装在1个软件包中、满足开发人员和设计人员的多样化解析需求。电磁波、磁场、电场、应力、热传导、流体、压电、声波的有限元分析以及其耦合分析可以像用计算器一样便利地进行。标准提供材料、边界条件、主体属性和模型数据库管理功能,可以将各自创建的数据在整个开发团队共享和使用。这是村田历经约40年时间反复进行特有的改良而产生的日本国产软件。

为了完成汽车行业正在进行的重大变革,除了汽车行业内迄今为止积累的技术和知识之外,还需要基于其他行业培育的新思路进行的创新。村田通过基于陶瓷的电子元件开发、生产和销售,积累了材料技术、工艺技术、商品设计技术、生产技术以及支撑它们的软件技术和分析评价技术等。利用这些技术基础,我们将开发出支持促进汽车发展的自创产品和解决方案,为汽车产业的进一步发展和实现智能、舒适的移动社会做贡献。

文章内容为参展展会时的信息。可能与更新的信息有所差异,请注意。

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