从市场发展趋势来看,中国汽车工业仍保持增长势头,汽车继电器的需求也在大幅上升。随着中国人均GDP的增长,居民购买汽车的能力将进一步提高。预计2010年前,汽车工业将成为国民经济的支柱产业之一,汽车工业增加值占国内生产总值的比重将达到2.5%左右。
42V汽车电气系统的出现将导致汽车继电器的技术变革。需要协调汽车中能源生产和能源消耗的复杂关系。为了达到更安全、更经济、更舒适的目标,汽车需要更多相应的电气设备。但这些用电设备所需的峰值功率可能会大大超过目前的峰值功率,目前的14V电气系统将无法满足需求。为此,德国汽车工业协会与供应商、大学和国际协会合作,已经确定在未来的汽车电气系统中将采用42V电压技术。42V汽车电气系统的应用,不仅可以满足日益增长的客车用电需求,还可以节省燃油,改善设备运行状况,提高设备运行效率。据估计,使用42V电源将使负载和布线重量减少1/3,损耗减少1/9。预计到2010年,全球近13%的汽车将使用42V电气系统。这将迫使汽车继电器厂从多方面改变现有的继电器技术。在满足汽车继电器一般要求的同时,还要兼顾小型化、重载、低温升、高灵敏度、高安全性、电磁兼容性好、高可靠性等性能因素。在导电簧片、阻燃塑料、高导电、灭弧触头等材料的选择上,还需要更深入的分析和研究。
欧盟WEEE和RoHs环保指令的实施对汽车继电器产品提出了更高的要求。欧盟分别于2005年8月和2006年7月实施的这两项环保指令,限制了铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)和多溴联苯醚(PBDE)等六种有害化学品的使用,几乎涵盖了中国出口的所有电子产品及相关原材料。因此,在汽车继电器新技术和新材料的研究方向上,必须考虑WEEE和RoHs环保因素。
第四,大负载、小体积、高灵敏度、低功耗、静音技术的研究是汽车电磁继电器的发展方向。同时,电动汽车的三大系统(电驱动子系统、主能源子系统、辅助控制子系统)必然对汽车继电器的接触负载等技术参数提出新的要求。未来汽车会向智能化、网络化、集成化方向发展,汽车继电器也会受到影响。微电子、计算机和信息技术的发展推动了汽车向智能化、网络化和集成化方向发展。这些技术必将改变目前简单的继电器结构模式。汽车继电器不仅要有较高的载流量、紧凑的结构和封装,还要有灵活的加工能力。
目前的一些智能继电器,如带智能ic的闪光继电器、雨刮继电器、延时继电器,带诊断功能和智能控制的燃油泵继电器,是普通继电器(K型和PCB继电器)与放大、延时和遥控逻辑电路或IC(含MCU)的组合,取代了原来的插入式电磁继电器。因此更能满足舒适性可靠性的需求。
车身电子控制系统(BCM)集成了每个功能模块的继电器。高度集成大大减少了汽车控制线束,提高了抗干扰能力,降低了故障率。随着CAN总线网络的实现,系统对子模块的智能化要求更高,PCB(印刷电路板)继电器也将集成到各个功能子模块中。
因此,插入式电磁继电器的数量将逐渐减少,而PCB继电器的数量将大大增加。同时,PCB继电器的研究正在向大电流、小体积、低压降、耐高温、高可靠性方向发展。这一切还是要归结到继电器材料和工艺的研究上。现实表明,如果采用无触点技术,继电器将完全从触点材料的研究中解放出来,继电器的体积压降将大大降低。我们可以猜测,如果排除成本高的原因,无触点MOS管或固态继电器有可能取代触点PCB继电器,或者低成本、小体积的无触点PCB继电器有可能成为未来的主流。