Conteúdo
● Introdução
● Visão geral do mercado
● Diferentes tipos de sensores automotivos
● Conclusão
Introdução
A tecnologia automotiva moderna depende muito de sensores automotivos para melhorar a segurança e a eficiência, ao mesmo tempo em que aumenta o conforto para motoristas e passageiros. Esses dispositivos avançados monitoram e respondem a várias situações para garantir que os veículos tenham um desempenho ideal e permaneçam bem protegidos. Graças aos desenvolvimentos na tecnologia de sensores, os carros agora vêm equipados com recursos que auxiliam na navegação, evitam colisões e gerenciam as emissões de forma eficaz. O mercado de sensores automotivos em expansão reflete a crescente demanda por veículos mais seguros e com maior eficiência de combustível. À medida que a indústria automotiva avança, a incorporação de sensores de ponta abrirá caminho para inovações na tecnologia de veículos.
Visão geral do Market
Escala e crescimento do mercado
Espera-se que o mercado mundial de sensores cresça substancialmente nos próximos anos. Expandindo de US$ 30.68 bilhões em 2023 para US$ 62.2 bilhões até 2028 com uma Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de 15%. Esse aumento é atribuído principalmente à crescente demanda por sistemas de assistência ao motorista (ADAS) e ao aumento da produção de veículos elétricos (EV) e veículos híbridos (HV). De acordo com um relatório da MarketsandMarkets, regulamentações governamentais rígidas destinadas a melhorar a segurança dos veículos e os padrões de emissões também são os impulsionadores por trás da expansão do mercado.
Quota de mercado
O mercado é dividido com base em tipos de sensores como temperatura, oxigênio, posição e pressão. Tipos de veículos, incluindo carros de passeio e veículos comerciais, como leves e pesados, também o segmentam. Em diferentes regiões, a Ásia-Pacífico deve mostrar o maior crescimento.
Principais tendências
A crescente necessidade de ADAS e carros autônomos é alimentada por tecnologias de sensores como LiDAR e radar sendo usadas neles. Integrar IoT e IA em aplicativos melhora as habilidades e recursos dos sensores. A transição para veículos (EVs) e veículos híbridos (HVs) também está influenciando a adoção da tecnologia de sensores, pois os sensores agora são necessários para monitorar fatores importantes, como condição da bateria e status de carga. Essas mudanças decorrem do progresso na tecnologia de sensores e das crescentes expectativas do consumidor por segurança e eficácia, moldando o cenário das tendências do mercado de sensores automotivos.
Diferentes tipos de sensores automotivos
Sensores de oxigênio
Os sensores de O2 do carro desempenham um papel na configuração do controle de emissão de um veículo e são conhecidos como sensores de oxigênio entre entusiastas de carros e mecânicos! Normalmente encontrados na região do coletor da área do compartimento do motor do veículo, esses sensores controlam os níveis de oxigênio presentes nos gases de escape, ajudando a unidade de controle do motor (ECU) a ajustar a mistura ar-combustível para desempenho ideal! Os sensores de oxigênio apresentam um componente feito de materiais de zircônia ou titânia que criam um diferencial de voltagem comparando a concentração de oxigênio dentro das emissões de escape com a da atmosfera circundante.
Quando a mistura de ar e combustível é mais combustível e menos oxigênio, o sensor gera uma voltagem menor; quando é pobre (mais oxigênio e menos combustível), a voltagem aumenta em vez de diminuir em comparação a como era antes, quando mais rico. Esse feedback contínuo permite que a Unidade de Controle do Motor (ECU) ajuste a injeção de combustível e o tempo de ignição para atingir a combustão, reduzindo as emissões e aumentando a eficiência do combustível. Nos veículos de hoje, você encontrará vários sensores de oxigênio posicionados antes e depois do conversor catalítico para avaliar a eficiência com que o conversor catalítico funciona para diminuir as emissões prejudiciais.
Sensores de fluxo de ar em massa (MAF)
Sensores de fluxo de ar em massa (MAF) desempenham um papel no cálculo da entrada de ar no motor. Um elemento crítico na decisão da injeção de combustível correta para processos de combustão eficientes. Este sensor é normalmente colocado entre o filtro de ar e o coletor de admissão. Frequentemente, ele usa um fio ou filme aquecido para medir o fluxo de ar. Conforme o ar se move sobre este elemento, ele esfria, levando a uma mudança nos níveis de resistência elétrica. A unidade de controle eletrônico (ECU) monitora a eletricidade necessária para controlar o calor do fio. Descubra a quantidade de ar que flui para o motor usando essas informações. Medir com precisão a massa de ar é crucial para que a ECU ajuste finamente a relação ar-combustível para desempenho ideal do motor, o que ajuda a reduzir as emissões e evita paradas ou marcha lenta irregular. Sensores MAF avançados também consideram mudanças na temperatura e pressão para oferecer detalhes ainda mais precisos à ECU.
Sensores de pressão e vácuo
Sensores de pressão são peças encontradas em veículos com muitos usos em diferentes sistemas, como os sistemas de motor e transmissão e os sistemas de frenagem e HVAC (aquecimento e ar condicionado). Esses sensores geralmente usam elementos piezoelétricos que alteram sua resistência quando ocorrem mudanças de pressão para criar um sinal elétrico de acordo. Um exemplo é a Pressão Absoluta do Coletor (MAP), que monitora a pressão do ar dentro do coletor para ajudar a calcular a carga do motor e controlar o fornecimento de combustível e os ajustes de tempo de ignição. Este dispositivo melhora o desempenho do motor e a eficiência de combustível em várias situações. Sensores de vácuo são normalmente empregados em configurações de controle de emissão para supervisionar os níveis de vácuo dentro do coletor de admissão ou outras peças do motor. Eles ajudam a garantir a operação ideal de sistemas como EGR e servofreios que dependem de níveis de vácuo precisos para um funcionamento eficiente.
Sensores de proximidade
Os automóveis de hoje não podem operar efetivamente sem sensores de proximidade, que são importantes para a segurança e o conforto. Alguns têm auxílios de estacionamento e sistemas que identificam pontos e evitam colisões. Esses sensores podem identificar objetos próximos ao veículo com a ajuda de diferentes tecnologias envolvendo sinais ultrassônicos e instalações de radar ou lidar. Sensores ultrassônicos transmitem ondas sonoras de frequência que refletem do objeto próximo. Eles então determinam as distâncias desses objetos ao descobrir o tempo que os ecos levam para retornar.
Esses sensores são comumente aplicados em sistemas de auxílio ao estacionamento para auxiliar os motoristas a perceber obstáculos enquanto navegam em velocidades. Em vez de depender da luz para capturar imagens de objetos e medir sua velocidade e distância até o carro, os sensores de radar capturam objetos usando ondas de rádio. A relevância dessa tecnologia está em recursos, como controle de cruzeiro e frenagem automática de emergência se um obstáculo for detectado no trilho. Isso significa que o sistema deve detectar objetos em movimento com alta precisão e fornecer as reações necessárias. Os sensores Lidar permanecem limitados em uso dentro dos veículos devido a fatores de custo. No entanto, eles oferecem a melhor solução para criar um mapa tridimensional do ambiente. Isso os torna ideais para os níveis sofisticados de recursos de direção autônoma.
Sensores de visão
Sensores de visão têm uma aplicação no ADAS contemporâneo como parte de veículos sofisticados. Esses sensores empregam tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ou CCD (Charge Coupled Device) para capturar imagens dos arredores do carro. Posteriormente, cálculos mais complexos são feitos nessas imagens para reconhecer vários outros recursos, como marcações de faixa, placas de trânsito, pedestres e outros carros. A combinação de vários sensores em um único sensor de visão torna os recursos de segurança, como avisos de saída de faixa e frenagem automática de emergência em carros, mais seguros. Eles também incorporam recursos como controle de cruzeiro e reconhecimento de placas de trânsito.
Alguns sistemas sofisticados oferecem uma visão de 360 graus, especialmente para estacionamento e operações de baixa velocidade. À medida que as redes de tecnologia avançam, os sensores de visão foram integrados com aprendizado de máquina e inteligência artificial para aumentar a precisão e a confiabilidade em várias condições de direção. Essa integração abrirá caminho para o surgimento de veículos autônomos em breve.
Sensores de temperatura e refrigerante
Sensores de temperatura e de líquido de arrefecimento são essenciais para gerenciar a temperatura do motor usando termistores que alteram a resistência com base nas mudanças de temperatura. Esses sensores são estrategicamente posicionados em áreas como o bloco do motor e o radiador para monitorar a temperatura do líquido de arrefecimento. A ECU usa informações desses sensores para controlar o sistema de arrefecimento do motor ajustando ventiladores de arrefecimento e termostatos e modificando as configurações operacionais do motor para evitar superaquecimento. Quando a temperatura do líquido de arrefecimento ultrapassa os níveis no sistema do motor de um carro, a unidade de controle eletrônico (ECU) pode acender luzes de advertência no painel, ligar os ventiladores de arrefecimento ou diminuir a saída do motor para evitar qualquer dano. Em carros, os sensores de temperatura também monitoram as temperaturas de outros sistemas vitais, como a transmissão, a bateria e os gases de escape. Isso garante que o carro funcione em níveis ideais de temperatura para eficiência e durabilidade.
Sensores de batida
Sensores de detonação desempenham um papel na identificação de detonação do motor. Uma situação em que a mistura de combustível inflama muito cedo na câmara de combustão e causa vibrações prejudiciais. Quando submetidos a estresse mecânico, os sensores produzem uma voltagem elétrica a partir de vibrações. Eles são colocados estrategicamente no bloco do motor ou no cabeçote do cilindro para captar essas vibrações. Quando os sensores de um veículo detectam sons de detonação do motor durante a operação, a Unidade de Controle do Motor (ECU) ajusta automaticamente o tempo de ignição. Às vezes, a mistura ar-combustível é ajustada para evitar mais detonações. Isso ajuda a proteger o motor de danos causados por detonações excessivas. Ter sensores de detonação funcionando corretamente é essencial para garantir que o motor funcione de forma eficiente e dure mais, ao mesmo tempo em que melhora o desempenho, permitindo que ele funcione em seu pico com tempo de ignição avançado sem problemas de detonação.
Sensores de velocidade e tensão
O monitoramento e o controle dos sistemas elétricos de um veículo dependem muito de sensores de velocidade e voltagem como elementos-chave. Por exemplo, sensores de velocidade no sistema de freio de bloqueio (ABS) utilizam relutância magnética ou tecnologia de efeito Hall para medir a velocidade de rotação da roda. Essas informações são então transmitidas para a ECU (Unidade de Controle Eletrônico), que modula a pressão do freio para evitar travamentos das rodas quando ocorre uma frenagem repentina, melhorando assim a segurança e o manuseio do veículo. Os sensores de velocidade desempenham um papel na transmissão, monitorando a posição da marcha e a velocidade do veículo para garantir trocas de marcha perfeitas e desempenho ideal da transmissão. Ao contrário, os sensores de voltagem supervisionam os níveis de voltagem no sistema para garantir o funcionamento adequado de componentes-chave, como alternador, bateria e acessórios elétricos. Esses sensores contribuem para manter a saúde do sistema elétrico do veículo, identificando problemas potenciais, como sobrecarga, subcarga ou peças defeituosas, e permitindo manutenção rápida para evitar mau funcionamento elétrico.
Conclusão
Os sensores de carro desempenham um papel importante em como os veículos modernos funcionam e melhoram as operações diárias aumentando a segurança e a eficiência, ao mesmo tempo em que aumentam os níveis gerais de desempenho. Eles oferecem informações vitais que ajudam os carros a se ajustarem a diferentes situações para garantir que funcionem de forma ideal e protejam o veículo e seus ocupantes. À medida que a tecnologia avança, o aprimoramento de sensores ainda mais avançados, especialmente aqueles projetados para ADAS e carros autônomos, continuará pressionando por novas ideias na indústria automobilística, como a fusão da IA. A IoT também ampliará as capacidades dos sensores, abrindo caminho para veículos inteligentes e interconectados.
