汽车电气化的应用需求和解决方案

汽车电气化的突破性转变

与解决方案

近年来，由于汽车电动化的迅速发展，汽车产业发生了突破性的变化。随着技术的进步和环保意识的提高，汽车制造商和消费者越来越关注电动车（EV）和电气化技术的研究、开发和实施。这项转变不仅对传统内燃机汽车提出了挑战，也标志着汽车产业新的竞争格局。在此背景下，了解汽车电动化发展趋势已成为至关重要且不可避免的话题。本文旨在探讨汽车电气化的应用需求，并讨论Murata（村田制作所）在这个不断发展的领域所提供的相关解决方案。 

汽车的电气化推动电子元器件需求增长

随着汽车变得更加电气化，对电子元器件的需求预计将日益增长。在技术创新方面，特别是电池技术的创新，使得电动车的续航里程和充电速度显著提高。汽车也变得更加智能和互联，融汇了车联网（V2X）通信和自动驾驶等技术，提升了驾驶安全和用户体验。

由于环保意识和节能努力的提高，市场需求也不断增加。消费者对电动车和环保型汽车的需求持续增加，从而推动了电气化技术的应用和市场普及。此外，各国政府纷纷推出支持政策和补贴措施，促进了电动车的发展，进一步推动汽车电动化产业的发展。

Murata 预计对高性能汽车元器件的需求将增长，从而推动以增强可靠性为重点的持续产品开发。通过确保高温下的正常运作和增强安全功能，Murata致力于电力电子系统在高负载下的稳定运作。

Murata 专注于设计和制造元器件，帮助工程师开拓下一波交通应用。对创新电子产品的持续需求，以支持新兴的移动技术，例如电动车（EV）、高级驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统和移动即服务（MaaS）。

汽车应用的产品种类繁多，包括用于汽车电气化的逆变器、BMS（电池管理系统）、OBC（车载充电器）、直流-直流转换器、发动机 ECU，与用于汽车互联的 TCU（远程信息处理控制单元）、IVI（车载信息娱乐系统），以及汽车自动驾驶 / ADAS 的 ADAS（高级驾驶辅助系统）、APA（自动停车辅助系统）、激光雷达、雷达、感应摄像头，还有用于汽车的车身／底盘／安全的汽车照明、EPS（电动助力转向系统）、电动车／胎压监测系统、网关／车载 LAN 等。

Murata 针对汽车电气化应用量身定制的全面解决方案。以下将介绍Murata相关产品的一些关键功能特性。

高耐热薄膜电容器与NTC热敏电阻

满足汽车需求

首先，Murata推出高耐热薄膜电容器，这是一种采用塑料聚合物薄膜为电介质的电容器，具有频率特性和温度特性好、无DC偏压、绝缘电阻高等特征。近年来，普遍使用的是将内部电极蒸镀到薄膜上的金属化薄膜。

薄膜电容器可根据结构和电介质的类型来分类，薄膜电容器的结构大致可分为“卷绕型”和“叠层型”这两种类型。卷绕型为卷绕并冲压聚合物薄膜，然后将其装入壳内的结构。叠层型为将多层聚合物薄膜叠加到一起，然后将叠层体装入壳内的结构。由于便于制造，目前卷绕型薄膜电容器是较常使用的类型。

薄膜电容器的电介质使用PP、PET、PEN和PPS等多种聚合物材料。根据电介质的类型，薄膜电容器的特性将发生较大的变化，应用的领域也有所不同。例如，PP薄膜电容器具有良好的自愈性和高可靠性，因此被普遍应用于车载和工业设备等领域。

目前，汽车和工业应用中常用的PP薄膜电容器工作温度一般能确保可达105℃。此外，Murata的FH系列中使用的高耐热薄膜具有高介电常数，可在125℃的状态下持续使用，该电容器还具备在高温区域下的自愈功能，因此与以前的PP薄膜电容器相比，其特征之一是可以实现小型化。FH系列的目标应用是针对需要具备耐受高温、高可靠性的混合动力汽车和电动汽车的平滑电容器，以及工业设备等。

另一方面，NTC热敏电阻是以Negative Temperature Coefficient的首字母缩写命名的热敏电阻，它在我们的生活中随处可见。由于阻值随温度的升高而降低的特性，它不仅被用作温度计、空调中的温度感应装置，抑或是智能手机、热水壶及熨斗中的温度控制装置，还被用于电源设备中的电流控制。最近，随着车辆电动化程度的提高，热敏电阻也越来越多地被用于车载产品。

Murata于1984年左右开始量产NTC热敏电阻，目前拥有以芯片为主的产品阵容。Murata的NCU系列NTC热敏电阻是SMD贴片型温度传感器，可用于温度检测，具备高可靠性，用于对信赖性要求很高的汽车市场，可实现宽温度范围的温度检测和温度补偿功能。

可应用于汽车信号与电源传输的

共模扼流线圈

汽车是一个高噪声的环境应用，因此做好噪声滤波是相当重要的工作。Murata推出应用于EMI静噪滤波器（EMC 降噪对策）的共模扼流线圈／共模静噪滤波器，共模扼流线圈（CMCC）是一种滤波器，可降低在差分传输线（通用于 USB / HDMI / MIPI 等领域，以及汽车中的CAN / CAN-FD / 100Base-T1 / 1000Base-T1 / SerDes / A2B等）、电源线和音频线中成为问题的共模噪声。共模扼流圈不会对信号产生影响（高截止频率），很适合用于消除数MHz至数100MHz的共模噪声。

共模扼流线圈有2个优点，即使信号和噪声的频率重合，只要传导方式不同，就能消除噪声。此外，即使通过差模大电流，也不会出现磁芯饱和从而导致性能下降。

Murata针对汽车应用，在信号线中的USB、HDMI、LVDS等线路，多媒体信息娱乐服务中可使用多层型的DLM11SN_HZ2，这是一款小型、低背型产品，对高速差分信号线的信号波形无影响，且可静噪。以及绕线型的DLW21SZ_HQ2，工作温度范围可达-40至105℃，自振频率非常高，所以能够获得较高的截止频率，并具有将特性阻抗整合，所以具有优良的高速信号传输特性；另一款DLW21SZ_XQ2的工作温度范围为-40至105℃，共模阻抗高，静噪效果优良，且对高速差分信号线的信号波形无影响，且可静噪。

在安全应用中可使用绕线型的DLW21SH_HQ2，自振频率非常高，所以能够获得较高的截止频率，并可将特性阻抗整合，所以具有优良的高速信号传输特性。另一款DLW31SH_SQ2则可在高频带域实现高阻抗，在宽广频带中具有优良的静噪效果，并实现对应汽车用途的使用温度范围。此外，Murata还推出适用于CAN/FlexRay应用、车载Ethernet与电源线应用的多种共模扼流线圈可供选择。

高质量的汽车用晶体单元与功率电感器

Murata 还推出汽车用晶体谐振器（XRCGB 系列、XRCGE 系列），拥有 Murata 专有的封装技术，具有优良的质量、量产性和性价比。包括能够对应下一代车载通信标准车载 Ethernet PHY，具有能够满足客户需求的产品规格，负荷容量（Cs）可对应 6pF、8pF、10pF 等。此外，还将 +125℃/+150℃ 对应产品加入产品阵容。

Murata的汽车用晶体谐振器可满足车载用要求的可靠性保障（AEC-Q200），通过多种测试项目，包括在+125℃下高温放置1000小时，在-55 ～ +125℃下进行1000次的温度循环，通过+85℃、85%RH、DC6V、1000小时的中等湿度负荷，以及+125℃、DC6V、1000小时的高温负荷。

Murata的汽车用晶体谐振器采用小型、高可靠性封装，适合ECU小型化的2.0×1.6mm尺寸，与3.2×2.5mm尺寸相比，实现了超大60%的小型化。采用CERALOCK技术的高可靠性封装，具有耐冲击性等优良的机械性能和耐气候性能。

Murata专有的颗粒筛选技术，可以在生产阶段就准确地甄别出附着有颗粒并可能引起晶体谐振器特性劣化的不良品，并导入适合AOI（Automatic Optical Inspection）的形状设计，采用小尺寸且能够提高焊接圆角可视性的角电极形状。

Murata 也推出符合 ISO16750-3（发动机振动测试）的功率电感器，建议用于汽车的动力总成、安全设备，包括 MDH10060C-100MB# 与 MDH10060C-101MB#。MDH10060C-100MB#／MDH10060C-101MB# 的长度尺寸为 10.1±0.3mm、宽度尺寸为 10.0±0.3mm、高度尺寸为 6.0±0.3mm，支持 10μH±20% 的电感徝，电感值测定频率为 0.1MHz，工作温度范围（含自身温度上升）为 -55℃ 到 150℃，均采用铁氧体磁芯屏蔽。

MDH10060C-100MB# 根据电感徝変化的额定电流（Isat）为 4.8A（最大）／6A（典型值），根据温度上升的额定电流（Itemp）为 3.4A（最大）／5.2A（典型值），最大直流电阻为 0.0247Ω，直流电阻为 0.019Ω±30%。

MDH10060C-101MB# 根据电感徝変化的额定电流（Isat）则为 1.5A（最大）／1.9A（典型值），根据温度上升的额定电流（Itemp）为 1.2A（最大）／1.8A（典型值），最大直流电阻为 0.208Ω，直流电阻为 0.160Ω±30%。

结语

汽车电气化的趋势将在技术创新、市场需求和政策支持等各个方面持续发展，这种演变为汽车产业的未来带来了机会和挑战。为了应对汽车电气化的转变，Murata推出了一系列解决方案，旨在加快汽车相关产品的开发速度，并增强设计灵活性。Murata的解决方案拥有多样化的产品组合，在满足汽车产业的动态需求方面发挥着重要作用。

由于篇幅限制，本文仅介绍Murata提供的部分相关产品。有关Murata汽车相关产品解决方案的更多信息，请联系Murata或艾睿电子以获得更多详细信息和帮助。