Il mercato automobilistico si avvicina a 100 milioni di veicoli prodotti ogni anno e vanta un fatturato di 6 miliardi di dollari. Nuove tecnologie di sensori sempre più sofisticati ed efficienti sono in competizione per soddisfare molteplici esigenze di rilevamento.
INTRODUZIONE
Le tendenze del mercato automotive sono incentrate su due punti cardine: la digitalizzazione e la connettività tra veicoli. In conseguenza di ciò i progettisti e le case automobilistiche dovranno conformarsi ai nuovi schemi di mobilità e alla crescente connettività dei veicoli, unitamente alla richiesta di sicurezza. Dal punto di vista funzionale e progettuale, l’innovazione nell’industria automotive è guidata dalla crescente elettrificazione del gruppo propulsore e dai veicoli a guida autonoma. La crescita della domanda di EV è alla base degli sviluppi delle tecnologie per veicoli elettrici e ibridi. A quanto detto si aggiunge l’aumento delle normative sulle emissioni di CO2, soprattutto in Europa, l’aumento dei prezzi del petrolio, la consapevolezza degli utenti per quanto riguarda l'impatto ecologico delle auto e la decongestione del traffico nelle aree urbane. Una delle principali tendenze del mercato automotive per il prossimo decennio è l’implementazione di veicoli a guida autonoma. Nella direzione degli AV le sfide in corso sono sulla possibilità di garantire un funzionamento a lungo termine, la bassa manutenzione, il basso costo, buoni livelli di standardizzazione dei componenti, l’affidabilità e, non ultimo, il funzionamento a temperature estreme.
ANALISI DELLA SENSORISTICA PER L’AUTOMOTIVE
Le automobili sono diventate un segmento ancora più importante per le soluzioni Mems e sensori in quanto i produttori automobilistici integrano più chip per propulsione, navigazione e controllo nelle fasi di progettazione. Si tratta di funzioni avanzate la cui adozione registra una percentuale in crescita esponenziale. Dal momento che la capacità di penetrazione nel mercato dei veicoli elettrici e ibridi è molto più alta di quella dei veicoli autonomi, gli EV dispongono di un mercato più ampio, in particolare per quanto riguarda la sensoristica. Ad esempio il mercato elettrico e ibrido ha storicamente fatto affidamento su un numero significativo di sensori tradizionali. La principale limitazione della domanda di veicoli autonomi è tuttavia rappresentata dalla scarsa capacità di penetrazione complessiva nel mercato: si prevede che la produzione di AV raggiungerà al massimo i 10 milioni entro il 2030. D’altra parte la produzione di veicoli elettrici e ibridi è in rapida crescita e si prevede che raggiungerà il 50% del mercato automobilistico entro il 2030, rispetto al 3% del 2016.
Figura 1: Vendita di veicoli innovativi (Fonte: Global RB Mobility Revenue and Profit Pool Model, Lazard, Roland Berger)
Le funzioni principali svolte dai sensori sono di rilevamento di temperatura, posizione e velocità. Mentre alcune case automobilistiche stanno progettando sensori per monitorare la pressione o le perdite di gas dalle batterie, i produttori di batterie sono più concentrati sulla maturazione dei sistemi e sulla riduzione della necessità di un monitoraggio costante. Il trend di crescita della guida automatizzata ha creato una nuova fonte di domanda per Mems e sensori, con sistemi avanzati di assistenza alla guida. I veicoli di livello 2, automazione parziale, sono dotati di più telecamere e radar. I veicoli di livello 3, automazione condizionale, aggiungono telecamere di monitoraggio dei conducenti, sistemi Lidar e sistemi di visione notturna. I livelli 4 e 5, rispettivamente alta e completa automazione, aggiungono le comunicazioni da veicolo a veicolo e altri sistemi. Il mercato dei veicoli autonomi, sebbene complessivamente ridotto rispetto ai veicoli elettrici e ibridi, offre un'opportunità più interessante per i dispositivi Mems, in particolare nei sistemi Lidar. I sensori Lidar, che sono in grado di ricostruire lo spazio che circonda il veicolo a guida autonoma, offrono informazioni dettagliate sugli spazi di manovra al pilota automatico e vengono installati sul tettuccio dell’automobile. L’utilizzo di più sensori come i Lidar, i Radar, le telecamere ottiche a lungo raggio e gli ultrasuoni, è necessario per il backup dei guasti negli Autonomous Driving Vehicles, e viene impiegato per combinare e analizzare i dati di tutti i sensori, al fine di prendere decisioni e comunicarle agli attuatori come lo sterzo e il freno. L’impiego di più sensori richiede l'elaborazione di dati complessi, inoltre, aumentando il numero di sensori, aumenta anche il costo di rilevamento totale del veicolo.
Figura 2: Autovettura elettrica autonoma con Lidar e sensori di sicurezza. Rendering 3D
CONCLUSIONI
E’ interessante notare come il mercato automobilistico presenti un insieme estremamente diversificato di applicazioni per Mems e sensori. Ci aspettiamo che la domanda dei sensori aumenti con l’incremento di livelli più elevati di autonomia del veicolo. La crescita della domanda di sensori di immagine e radar utilizzati in ADAS, acronimo di Advanced Driver Assistance Systems, così come i sensori magnetoresistivi nei veicoli elettrici, mostra che il punto focale nel mercato automotive cambierà nei prossimi anni.
Spero di provare al più presto un’auto elettrica a guida automatica e assistita. Sapete se vi sono aziende che fanno fare dei test?