满足欧Ⅴ排放标准尾气测控用

宽域和片式氧传感器总成技术推广方案

目标产品概述

目标产品是满足欧Ⅴ排放标准发动机电喷控制系统必需的、以氧化锆固体电解质材料为基础的多电池结构氧传感器总成，安装在三元催化器上下游：上游的宽域氧传感器用来精确测量尾气空燃比值以反馈给发动机控制单元，调节燃油和空气比例，保持理想空燃比点，使尾气经过催化器达到最佳净化效果；下游的片式氧传感器用来实时监控尾气是否超标，跟踪修正催化器净化效果，全面提高控制精度。本产品借助精细陶瓷和核心材料制备技术，实现了宽域和片式氧传感器产品的突破，契合国际发展趋势。创新地解决了宽域氧传感器信号精确测量和片式氧传感器批量制备可靠性的问题，显著提升了国内自主氧传感器技术和发动机电喷控制系统水平，抢占产业链制高点。

实施该项目必将打破国外垄断、提升国内汽车产业高端化、精确控制并实现大幅降低尾气污染排放从而提高能源利用率，助力企业成为国内行业细分领域龙头企业，对推动我省该领域技术进入国内领先行列并带动行业发展具有重要作用。

项目意义与必要性

在我国乃至全球市场上，汽车氧传感器基本被德国博世、日本电装、美国德尔福和日本NTK四家公司垄断。德国博世是汽车氧传感器的发明者，近半个世纪一直引领该领域的技术发展方向。日本NTK凭借自身的精细陶瓷工艺技术基础在产品上基本与德国博世同步。日本电装仅在2003年推出四线宽域氧传感器产品，美国德尔福只具备集成片式氧传感器生产技术和能力。具体见以下产品发展图及情况表。

基于浓差电池工作原理的集成片式氧传感器产品结构和制备方法采用多层片状叠加，集成度高，非常适合大规模生产且成本低。基于极限电流原理工作的五线宽域氧传感器，具备线性信号输出特性，其测量精度与浓差电池型相比大幅提高，可以在全空燃比范围内进行测量，能满足欧Ⅴ及更高排放要求。

在国内相关领域技术极其薄弱的基础上，本公司从2006年成立以来，一直专注于汽车氧传感器的研发和生产,致力于打破国外上述公司的技术封锁和产品垄断。2008年完成了第3代管式氧传感器总成产业化，2012年完成第4代集成片式产品批量试制并开始第5代五线宽域氧传感器的研发，目前已取得突破性进展并开始中试。

有效减控排气污染、提高燃油利用率是汽车行业当前重点研究课题。电喷系统加三元催化器是控制尾气排放的关键，随着机动车尾气排放标准逐渐提高，电喷系统中关键的氧传感器总成必须使用高端的集成片式和五线宽域型系列产品，由此决定了发动机电喷系统控制技术水平。目前我国电喷控制系统70%份额由德国博世、日本电装和美国德尔福垄断，这些公司依靠的就是其氧传感器及总成核心技术。可以说，谁掌握了氧传感器及总成技术，谁就占领了电喷控制系统产业链各环节的话语权和制高点。

本项目立足欧Ⅴ排放尾气测控用宽域和片式氧传感器总成技术研发及产业化，其成功实施，对高端发动机电喷控制技术的突破有着至关重要的作用。本项目五线宽域氧传感器产品在理论空燃比点的测量精度达到了±0.6%，冷启动时间缩短到10s以内，设计使用寿命超过16万公里，完全满足各类高端发动机电喷控制系统的要求，替代进口德国博世和日本NTK产品，大幅降低尾气排放并提高燃油利用率。

本项目实施必将促进汽车行业结构调整，加快国内节能减排标准的全面升级。针对尾气排放，北京地区2013年率先实施国Ⅴ排放标准；针对燃油降低消耗，国务院发布了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》。而要实现汽车尾气排放和燃油消耗达标，必须采用包括缸内直喷、涡轮增压等多种电喷控制技术，这些技术的突破和实现均依赖于本项目产品的研发和及其产业化。
    本项目产品的研发和产业化必将加快整个电喷系统国产化步伐，打破依赖进口的被动局面，增强自主电喷控制系统集成企业的竞争力，并降低整车生产成本。

技术的成熟性

    本项目集成片式氧传感器总成各项技术指标经权威机构检测,均达到德国博世同类产品的技术标准要求，

目前该项目产品已经完成中试，质量稳定性逐步提高，其感应芯片制备和总成封装的成品率由最初75%提高到现在的95%。此外项目产品在可靠性验证方面进行了严苛的型式试验，包括高低温试验、盐雾试验、跌落试验、雨淋浸水试验、振动试验以及硅、磷、铅等元素中毒试验等；在耐久性方面，不仅在公司工程中心发动机台架上进行了500小时老化试验，还分别与阳光泰克、武汉菱电和德国MAW等电喷系统商合作，在整车匹配上进行了大量实车高温试验、高原试验、高寒试验以及8万公里耐久试验等，此外公司从2011就开始在常州市出租车上大量安装该产品并进行系统评价，目前最短的跑了近12万公里，最长的已接近30万公里，还在继续测评中。在安全性方面，通过了欧洲E-MARK测试认证，确保该项目产品符合欧洲汽车电子电器产品的安全性标准。

五线宽域氧传感器作为最先进的空燃比检测和控制器件，国内相关技术资料有限，因此公司在2012年就制定了相关企业标准。目前该类产品经权威部门检测，各项技术指标均达到德国博世公司标准要求，五线宽域氧传感器总成产品已经完成包括高低温试验、盐雾试验、跌落试验、雨淋浸水试验、振动试验等一系列环境试验验证；在耐久性试验方面，因国内自主电喷系统供应商还没有开发出相匹配的高端电喷控制系统，公司在开发阶段利用奥迪高端系列乘用车整车进行耐久路试，目前已完成8万多公里验证。国内武汉菱电和德国MAW目前已经开始研发基于五线宽域氧传感器的符合欧Ⅴ排放标准的电喷控制系统，今年年底该项目产品已得到全面的实车三高及耐久试验验证。