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摘要：随着科技持续发展，汽车工业有了新的变化与发展需求，需要进一步提高传感器可靠性，要优化利用MEMS技术，科学设计汽车传感器可靠性，保证汽车高效运行的同时提升汽车电气系统MEMS传感器应用效益。
关键词：汽车；电气系统；MEMS；传感器；可靠性；设计；研究
在汽车生产过程中，汽车传感器设计是不可忽视的关键性环节，对汽车综合性能提升起到决定性作用。MEMS技术优势作用鲜明，要在多层次科学应用中设计汽车微型传感器，最大化提高经济性、节能性、可靠性，满足汽车运行中对周围环境的客观要求，在发挥MEMS传感器多方面作用中生产高质量汽车，实现汽车运行综合效益。
一、汽车电气系统MEMS传感器
MEMS技术就是微机电系统技术，属于多学科交叉的技术，和集成化、智能化紧密相连，MEMS技术是微型化与集成化的必要基础。MEMS技术日渐应用到传感器领域，比如，MEMS压力传感器。MEMS传感器是借助微电子机械加工技术，在一块芯片上设置微米级的信号处理器、敏感元件等，具有多样化的优势特征，成本低、高可靠性、使用寿命长等，在汽车传感器方面的重要地位不断呈现，微型化、智能化、功能化等已成为汽车传感器发展的必然趋势。微传感器的科学化应用能够提升汽车电气系统性能，也能优化汽车底盘系统、引擎管理系统等功能，但这必须保证汽车微传感器具有较高的可靠性。在此过程中，汽车电气系统MEMS传感器可靠性日渐成为微系统技术工程以及研究的重中之重。这一可靠性问题涉及多个学科与领域，比如，机械学、微电子学、信息技术，需要从不同角度入手深入探究汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计。
二、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计
1、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计问题
汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计研究复杂化，需要以开发环节为基点，深入探究MEMS传感器可靠性的具体化影响因素，优化传感器可靠性设计方法。同时，MEMS系统工作原理并不简单，和多个学科、领域联系密切，而MEMS装置大都有可动部件，在生产、使用中，MEMS极易出现隐患问题。MEMS失效机理研究有待深入，尤其是内在联系、相互作用方面，急需要构建可行的失效模型，也包括合理化的评价MEMS传感器可靠性因素的体系。在此基础上，和集成电路相比，人们对汽车电气系统MEMS传感器可靠性有着较高的要求，但MEMS传感器制造、封装两大环节不确定性影响因素较多，对MEMS传感器可靠性分析大都是定性分析方面，定量分析以及MEMS传感器使用寿命模型研究都比较少。
2、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计方法
2.1 以階段主导可靠性因素为基点的可靠性设计
在不同开发阶段，汽车电气系统MEMS传感器可靠性影响因素并不相同，在可靠性设计中，MEMS传感器设计参数和应用其中的材料类型等相互影响。MEMS传感器可靠性设计和MEMS传感器设计、制造、使用等环节有机联系，需要综合把握多个环节具体情况以及阶段主导可靠性因素，优化汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计。由于各阶段都会影响MEMS传感器可靠性设计，必须落实各方面评估、测试工作，合理分析各阶段影响其可靠性的主导因素，包括研发设计中应用其中的材料性质以及可靠性设计参数。在此过程中，设计人员需要围绕现代化设计原则，科学构建或者模拟以阶段主导可靠性因素为基点的可靠性设计平台，动态化、立体化综合分析汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计中具体影响因素以及可靠性需要差异性，优化可靠性设计思路、方案，科学管控可靠性影响因素，高效设计汽车电气系统MEMS传感器。
2.2 构建系统化的失效模型和可靠性影响因素评价体系
在可靠性设计研究中，可以全方位客观分析影响MEMS传感器使用寿命的各类因素，以具体失效原因为基点，全面、客观剖析汽车电气系统MEMS传感器失效机理以及具体化的可靠性影响因素，科学构建系统化的失效模型，也包括MEMS传感器可靠性影响因素评价体系。在失效模型构建中，要利用微尺度进行测量，但微尺度作用下的表面效应、尺度效应等规律变化并不相同，需要综合考虑该因素，深化失效模型构建。在系统化失效模型作用下，客观分析汽车电气系统MEMS传感器失效现象，明确失效机理以及根本性原因，构建可行的失效模式，明确并综合分析各阶段影响MEMS传感器可靠性因素，准确定位并深入剖析主导可靠性影响因素，包括各影响因素间的关系。随后，要根据湿度冲击、冲击荷载等失效原因，深入探究一系列物理与化学因素对汽车电气系统以及MEMS传感器零部件的具体影响，巧用系统化的失效模型、可靠性影响因素评价体系，优化MEMS传感器可靠性设计。相应地，下面是汽车电气系统MEMS传感器失效机理结构图。
2.3 定量描述MEMS传感器使用寿命分布模型
研究汽车电气系统MEMS传感器使用寿命是其可靠性设计的关键点，要科学构建定量描述MEMS传感器使用寿命分布模型，进一步明确影响MEMS传感器可靠性的因素以及使用寿命。在借助该模型分析使用寿命中，要借助影响使用寿命的具体因素，定量分析MEMS传感器可靠性，从MEMS传感器运行环境、运行要求等方面入手确定相关的参数，在定量描述的基础上明确MEMS传感器特性曲线以及使用寿命分布情况。随后，采用模拟、实验两种方法，精准定位各参数对汽车电气系统MEMS传感器的影响量化，优化可靠性设计关键点，延长MEMS传感器使用寿命。相应地，下面是定量描述汽车MEMS传感器使用寿命分布结构图。
三、结语
总而言之，在新形势下，汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计已成为汽车工业领域研究的焦点，需要综合分析影响因素以及存在的问题，通过可行的路径优化设计思路、设计路径，高效设计汽车电气系统MEMS传感器可靠性，最大化延长传感器使用寿命，促使汽车处于安全、稳定运行中，呈现汽车工业发展新高度的同时推动社会经济高速发展。
参考文献：
[1]热合曼·艾比布力，王鸿雁，薛方正等.耐高温动态压力传感器与实验分析研究[J].实验流体力学，2017，31（2）：44-50.
[2]杨文华，石存杰，秦洪武等.基于MEMS传感器的车载微惯性测量单元设计[J].传感器与微系统，2013，32（1）：121-124.
[3]张鉴，戚昊琛，杨文华等.一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计[J].电子测量与仪器学报，2015，29（10）：1424-1430.
[4]胡智文.基于MEMS工艺的新型高线性压力传感器设计[J].微电子学与计算机，2015，（9）：114-118，123.
关键词：汽车；电气系统；MEMS；传感器；可靠性；设计；研究
在汽车生产过程中，汽车传感器设计是不可忽视的关键性环节，对汽车综合性能提升起到决定性作用。MEMS技术优势作用鲜明，要在多层次科学应用中设计汽车微型传感器，最大化提高经济性、节能性、可靠性，满足汽车运行中对周围环境的客观要求，在发挥MEMS传感器多方面作用中生产高质量汽车，实现汽车运行综合效益。
一、汽车电气系统MEMS传感器
MEMS技术就是微机电系统技术，属于多学科交叉的技术，和集成化、智能化紧密相连，MEMS技术是微型化与集成化的必要基础。MEMS技术日渐应用到传感器领域，比如，MEMS压力传感器。MEMS传感器是借助微电子机械加工技术，在一块芯片上设置微米级的信号处理器、敏感元件等，具有多样化的优势特征，成本低、高可靠性、使用寿命长等，在汽车传感器方面的重要地位不断呈现，微型化、智能化、功能化等已成为汽车传感器发展的必然趋势。微传感器的科学化应用能够提升汽车电气系统性能，也能优化汽车底盘系统、引擎管理系统等功能，但这必须保证汽车微传感器具有较高的可靠性。在此过程中，汽车电气系统MEMS传感器可靠性日渐成为微系统技术工程以及研究的重中之重。这一可靠性问题涉及多个学科与领域，比如，机械学、微电子学、信息技术，需要从不同角度入手深入探究汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计。
二、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计
1、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计问题
汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计研究复杂化，需要以开发环节为基点，深入探究MEMS传感器可靠性的具体化影响因素，优化传感器可靠性设计方法。同时，MEMS系统工作原理并不简单，和多个学科、领域联系密切，而MEMS装置大都有可动部件，在生产、使用中，MEMS极易出现隐患问题。MEMS失效机理研究有待深入，尤其是内在联系、相互作用方面，急需要构建可行的失效模型，也包括合理化的评价MEMS传感器可靠性因素的体系。在此基础上，和集成电路相比，人们对汽车电气系统MEMS传感器可靠性有着较高的要求，但MEMS传感器制造、封装两大环节不确定性影响因素较多，对MEMS传感器可靠性分析大都是定性分析方面，定量分析以及MEMS传感器使用寿命模型研究都比较少。
2、汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计方法
2.1 以階段主导可靠性因素为基点的可靠性设计
在不同开发阶段，汽车电气系统MEMS传感器可靠性影响因素并不相同，在可靠性设计中，MEMS传感器设计参数和应用其中的材料类型等相互影响。MEMS传感器可靠性设计和MEMS传感器设计、制造、使用等环节有机联系，需要综合把握多个环节具体情况以及阶段主导可靠性因素，优化汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计。由于各阶段都会影响MEMS传感器可靠性设计，必须落实各方面评估、测试工作，合理分析各阶段影响其可靠性的主导因素，包括研发设计中应用其中的材料性质以及可靠性设计参数。在此过程中，设计人员需要围绕现代化设计原则，科学构建或者模拟以阶段主导可靠性因素为基点的可靠性设计平台，动态化、立体化综合分析汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计中具体影响因素以及可靠性需要差异性，优化可靠性设计思路、方案，科学管控可靠性影响因素，高效设计汽车电气系统MEMS传感器。
2.2 构建系统化的失效模型和可靠性影响因素评价体系
在可靠性设计研究中，可以全方位客观分析影响MEMS传感器使用寿命的各类因素，以具体失效原因为基点，全面、客观剖析汽车电气系统MEMS传感器失效机理以及具体化的可靠性影响因素，科学构建系统化的失效模型，也包括MEMS传感器可靠性影响因素评价体系。在失效模型构建中，要利用微尺度进行测量，但微尺度作用下的表面效应、尺度效应等规律变化并不相同，需要综合考虑该因素，深化失效模型构建。在系统化失效模型作用下，客观分析汽车电气系统MEMS传感器失效现象，明确失效机理以及根本性原因，构建可行的失效模式，明确并综合分析各阶段影响MEMS传感器可靠性因素，准确定位并深入剖析主导可靠性影响因素，包括各影响因素间的关系。随后，要根据湿度冲击、冲击荷载等失效原因，深入探究一系列物理与化学因素对汽车电气系统以及MEMS传感器零部件的具体影响，巧用系统化的失效模型、可靠性影响因素评价体系，优化MEMS传感器可靠性设计。相应地，下面是汽车电气系统MEMS传感器失效机理结构图。
2.3 定量描述MEMS传感器使用寿命分布模型
研究汽车电气系统MEMS传感器使用寿命是其可靠性设计的关键点，要科学构建定量描述MEMS传感器使用寿命分布模型，进一步明确影响MEMS传感器可靠性的因素以及使用寿命。在借助该模型分析使用寿命中，要借助影响使用寿命的具体因素，定量分析MEMS传感器可靠性，从MEMS传感器运行环境、运行要求等方面入手确定相关的参数，在定量描述的基础上明确MEMS传感器特性曲线以及使用寿命分布情况。随后，采用模拟、实验两种方法，精准定位各参数对汽车电气系统MEMS传感器的影响量化，优化可靠性设计关键点，延长MEMS传感器使用寿命。相应地，下面是定量描述汽车MEMS传感器使用寿命分布结构图。
三、结语
总而言之，在新形势下，汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计已成为汽车工业领域研究的焦点，需要综合分析影响因素以及存在的问题，通过可行的路径优化设计思路、设计路径，高效设计汽车电气系统MEMS传感器可靠性，最大化延长传感器使用寿命，促使汽车处于安全、稳定运行中，呈现汽车工业发展新高度的同时推动社会经济高速发展。
参考文献：
[1]热合曼·艾比布力，王鸿雁，薛方正等.耐高温动态压力传感器与实验分析研究[J].实验流体力学，2017，31（2）：44-50.
[2]杨文华，石存杰，秦洪武等.基于MEMS传感器的车载微惯性测量单元设计[J].传感器与微系统，2013，32（1）：121-124.
[3]张鉴，戚昊琛，杨文华等.一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计[J].电子测量与仪器学报，2015，29（10）：1424-1430.
[4]胡智文.基于MEMS工艺的新型高线性压力传感器设计[J].微电子学与计算机，2015，（9）：114-118，123.