村田制作所在“人与汽车技术展 2025”上提供应对未来汽车社会的元件和解决方案
村田制作所(以下简称村田)于2025年5月21日参加了日本规模很大的汽车技术展览会——“人与汽车技术展”(横滨市)。预计电动汽车(EV)今后将在中长期内进一步普及,在此背景下,村田展示了有助于提高电动汽车可靠性的产品和技术。此外,随着汽车相关业务的不断扩大,村田也开始致力于元件以外的解决方案和服务。此次将对活跃于这些多样化汽车及其相关领域的村田业务进行相关介绍。
非常适合功率半导体的温度检测 村田首款热敏电阻助力提升电动汽车的可靠性
随着电动汽车的普及,“FTI系列”车载负温度系数(NTC)热敏电阻将是一款有助于提高电动汽车可靠性的产品。预计该产品将被作为在电动汽车的逆变器等使用功率半导体的地方检测温度的元件使用。现已开始量产。
近年来,随着汽车的电气化和高功能化,效率较高的电力转换技术的重要性不断增加。特别是电动汽车使用的逆变器和DC-DC转换器对小型化、改进效率、高输出密度的需求日益增长,提高功率半导体的性能和确保可靠性是满足这些需求的关键。
此外,为了预防这些功率半导体因发热而发生故障,一般采用负温度系数(NTC)热敏电阻进行温度检测。
但是,传统的热敏电阻缺乏绝缘性能,因此需要将其贴装在远离承受高电压的功率半导体的位置,结果导致而难以准确、迅速检测温度。这些限制影响了功率半导体性能的充分发挥。
为了解决这个问题,村田开发了名为FTI系列的新产品。通过用树脂覆盖热敏电阻,实现了3.5kV的绝缘性能。现在已可以将其设置在安装了功率半导体的高电压电路板焊盘上。
可以承受高温环境,可使用的温度范围达到了175°C。
内部的片状热敏电阻被树脂覆盖,并外部电极接合以进行引线键合。通过采用特别的高可靠性接合技术,实现了在高至175°C的高温度范围内确保正常工作。
这是村田首款“确保在175°C的高温下正常工作、支持引线键合的树脂模压负温度系数(NTC)热敏电阻”产品。
由于可以比传统的热敏电阻设置在更靠近功率半导体的位置,因此有助于使电路板更加紧凑。村田的担当者表示:“紧凑性提高多出的空间可用于扩大车内空间或配备更大的电池组。”
此外,在汽车行业,人们现在开始关注SDV(软件定义汽车),即可以通过更新车载软件来更新其功能的汽车。通过软件更新有望使汽车可使用的时间更长,因此也要求汽车上配备的硬件元件的使用寿命更长。
村田的担当者表示:“通过准确地检测热量,可以减少功率半导体的故障等并延长其使用寿命。也就是说可以为延长汽车的使用寿命做贡献。”
目前量产的产品为“焊接贴装型”,但将来的目标是将能支持更高温度的“银烧结贴装型”商品化。
村田的担当者表示:“目前,村田是一家负温度系数(NTC)热敏电阻的业界杰出制造商,但我们将致力于为车载市场创造新产品,并为电动汽车市场的发展做贡献,以便进一步满足客户的多样化需求。”
村田技术也支持电池 通过劣化诊断为安全和环保做贡献
村田还公布了支持安全使用电动汽车中配备的电池的技术。这就是村田的“锂离子二次电池特性解析及劣化诊断系统”。通过特别的模拟分析可以进行无损性能诊断,以确定配备在电动汽车上的电池今后是否可以继续安全使用,以及是否已发生处于危险状态的劣化。
它采用特别的算法,在充电过程中收集数据并进行解析。它甚至可以诊断出诸如劣化原因究竟是正极还是负极等详细内容。村田的担当者表示:“与基于需要大量机器学习的使用历史进行的劣化诊断相比,它可以以较低的成本引入。能支持多家制造商的电池。”
劣化诊断大约需要4个小时,村田的担当者表示:“通过对电池进行准确的诊断并长期安全使用,可以提高电动汽车的续航里程和驱动时间。”
从地球环境的角度来看,这也是一个值得期待的解决方案。电动汽车的电池中使用了钴和镍等希缺资源。村田的担当者表示:“如果对劣化进行诊断并鼓励在适当的时候进行回收,这将是一个对环保也能做贡献的解决方案。”
支持在东南亚拓展物联网业务 利用交通量测量技能
我们还进一步扩展与汽车相关的业务范围,推出了帮助日本物联网设备制造商在东南亚扩展数据业务的解决方案。这样做的起因是村田当初在印度尼西亚开发的交通量可视化系统——“交通量统计系统”。
村田于2013年开发了该系统,一直在印度尼西亚和东南亚收集交通量和车辆类型信息等数据。我们对这些数据进行分析并将其出售给当地政府等。
另外,该经验促成了此次要介绍的新业务——“物联网数据服务平台”。村田的担当者表示:“开展数据业务时,需要遵守各国的数据保护法等当地标准。我们已经遵守了这些法律法规和要求,我们认为,通过提供这些技能,我们可以成为日本物联网设备制造商进军东南亚市场的桥梁。”
我们将利用迄今为止在东南亚开展业务的实绩以印度尼西亚、泰国、马来西亚和越南为对象,建立一套能够符合当地法律法规的数据业务体制。
此外,另一个特点是我们可以为多种功能提供一站式服务,从提供收集数据的传感器到利用数据的云服务以及系统监控和运营。在云服务等方面,我们正在与共同开发了交通量统计系统的Internet Initiative Japan Inc.(IIJ)合作。
关于今后的发展,村田的担当者满怀期待地表示:“如果有更多的企业利用这个物联网平台,并积极推进与这些企业之间合作,那么就有可能实现村田无法独自实现的事情。”
例如对桥梁等基础设施的劣化进行诊断。我们认为,通过将在村田的交通量统计系统等当中获取的交通量相关数据与桥梁摇晃程度等振动数据相结合,可以使用这些数据根据交通量来判断基础设施的劣化状况。村田的担当者表示:“通过以这种方式组合数据,应该能够为汽车社会提供新的价值。”
客观显示疲劳程度 帮助实现舒适的移动空间
我们还展出了疲劳压力计MF100,它可以客观评估以前只能主观判断的“疲劳和压力程度”。(※疲劳压力计MF100不是医疗设备。此外,它的目的不是进行疾病预防、诊断和治疗)
对利用专业设备获取的生命体征数据进行解析,并通过大数据进行修正,将自主神经系统的状态可视化。具体来说,就是利用同时使用光学传感器和电气传感器的方式,在服务器上分析心跳间隔(每次心跳的间隔)的“波动”。通过分析这些波动,可以知道自主神经系统功能的偏差值(疲劳程度)以及交感神经系统和副交感神经系统之间的平衡(压力程度)。测量大约需要2分钟。
迄今为止,已有很多企业出于健康管理的目的采用了本产品,但汽车相关公司等却从“舒适性”对本产品进行咨询。
村田的担当者表示:“随着无人驾驶技术的进步,人们将逐步不再需要坐在车内驾驶。因此,汽车的使用方式也在开始改变。”
具体来说,可能的用途包括“一边在车里移动一边看电影”或“像在酒店一样放松并减轻疲劳”。
村田的担当者表示:“我们希望用户能利用它在汽车内饰和乘坐舒适度等与舒适性相关的领域进行验证。”