氮氧化物傳感器(下文簡稱“NOX傳感器”)屬于汽車電子領域,是汽車尾氣處理SCR系統中的核心基礎零部件,主要用于國Ⅳ、國Ⅴ和國Ⅵ排放標準發動機尾氣中氮氧化物(NOX)含量的檢測,或汽油和柴油發動機的車載診斷(OBD)系統。
目前,市場上唯一商業化的NOX傳感器由德國大陸公司提供(日本NGK提供傳感器陶瓷芯片,德國大陸提供電控單元(SCU)及最終產品的組裝、標定)。在我國大力支持環境保護、機動車污染治理及機動車國Ⅵ排放標準的產業環境和政策背景下,對汽車NOX排放的限值也越來越嚴格。隨著國Ⅵ排放標準的實施,每輛車上NOX傳感器的數量將從1個增加至2個,NOX傳感器的市場需求量將成倍增長。據估算,我國每年至少需要800~1000萬個NOX傳感器,這將是一個五十億元的市場,產品市場容量大、前景好。為了促進NOX傳感器的國產化,2018年NOX傳感器被工信部列為強基工程重點支持方向之一,足以看出國家對NOX傳感器的支持力度之大。
NOX傳感器的關鍵技術主要包括傳感器陶瓷芯片設計、陶瓷基體及電子漿料等材料的選型、多層陶瓷制備工藝(HTCC)、探頭封裝結構及封裝工藝、電控單元(SCU)硬件電路、控制策略及軟件系統開發等。
目前,我國已成為全球柴油機生產和使用大國。柴油機在給人們帶來生產、生活方便的同時也帶來了日益嚴重的環境問題。為了應對環境挑戰,我國機動車污染物排放標準逐步提升。現階段我國實施國Ⅴ排放標準。2021年起,將逐漸實施國Ⅵ排放標準。國Ⅵ相對于國Ⅴ變化最大的是將NOX 的排放限值嚴格了67%。2018年6月,國務院發布了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》,計劃中明確提出,2020年底前,淘汰國Ⅲ及以下排放標準營運中型和重型柴油貨車100萬輛以上。并從2019年7月1日起,重點地區將提前實施國Ⅵ排放標準,確保柴油貨車污染排放總量明顯下降,打好柴油貨車污染治理攻堅戰。可以看出,我國正在加大力度治理機動車尾氣排放污染。
國Ⅴ、國Ⅵ排放標準的汽車尾氣后處理系統以選擇性催化還原技術(以下簡稱“SCR”)為主。本項目開發的NOX傳感器就是SCR系統中的核心基礎零部件,主要用于國Ⅳ、國Ⅴ和國Ⅵ排放標準發動機尾氣中氮氧化物(NOX)含量的檢測,或汽油和柴油發動機的車載診斷(OBD)系統。目前,市場上90%的NOX傳感器由德國大陸公司提供,國內基本采用進口的方式。這大大增加了我國SCR系統的安裝成本,一定程度上影響了汽車尾氣后處理技術在國內的普及和發展。目前我國年均柴油車總產量約300萬輛,依據國Ⅵ排放標準要求計算,每年至少需要500~600萬個NOX傳感器。同時,舊車改造及售后市場每年至少需要300~400萬個NOX傳感器。