一文了解纳芯微新能源汽车传感器解决方案

针对新能源汽车这一重要市场领域，纳芯微丰富的传感器产品为汽车电子解决方案赋能，其中包括新能源三电系统中的磁电流传感器、热管理系统磁角度传感器、BMS系统中的MEMS压力传感器，还有用于混动车及传统燃油车的各种类型MEMS压力传感器、油压测量传感器及信号调理芯片等。

 

图1：新能源汽车中的纳芯微传感器解决方案

新能源车三电系统磁电流传感器

磁电流传感器主要用于汽车三电系统，OBC/DCDC使用的是霍尔电流传感器，通过对OBC输入侧PFC端及DCDC高压输出端进行电流采样，实现电流反馈及过流保护功能。其检测电流一般为几十安，采样延时要求3μs以内，采样精度在3%左右。这种应用通常使用宽体SOIC-16脚贴片霍尔电流传感器。

与之不同，在电驱系统当中，电流通常高达数百安，所以要使用线性霍尔电流传感器或由线性霍尔传感器模块。纳芯微有贴片无磁芯线性霍尔电流传感器NSM2020和线性霍尔电流传感器NSM203x系列，下一代产品也在研发中。

NSM201x有五个型号，其中偶数结尾的NSM2012和NSM2016是8脚封装，奇数结尾的NSM2011、NSM2013和NSM2015是16脚封装。其区别在于，NSM2012不带过流保护输出引脚，支持比例输出和固定输出。

NSM2016支持过流保护输出和固定输出;NSM2011支持比例输出，但不支持过流保护输出;NSM2013支持固定输出，不支持过流保护;NSM2015同时支持固定输出和过流保护输出。

OBC中主要使用16脚封装芯片，也就是NSM2011和NSM2015。NSM2011、NSM2011是宽体16脚封装贴片霍尔电流传感器，测量范围从20A到100A，支持3.3V或5V供电，带宽为240kHz，延时2.2μs。由于进行了温度补偿设计和出厂前校正，芯片可在全温度范围内实现2%的测量精度，完全满足OBC对传感器的要求;芯片满足5000V绝缘电压和1550V基本绝缘工作电压。

图2：NSM2011贴片霍尔电流传感器

相比之下，NSM2015带宽为320kHz，延时低至1.5μs，同样是全温范围2%测量精度，耐压和可靠性与NSM2011一样。不同的是，NSM2015还支持过流保护输出，且支持用户过流点配置。NSM2011和NSM2015都兼容市场上主流的竞争型号。

图3：NSM2015霍尔电流传感器

NSM203x系列霍尔电流传感器包括NSM2031、NSM2031F、NSM2032和NSM2033，其中NSM2031与NSM2031F支持240kHz带宽和2.2μs延时，具有0.5至15mV/G动态范围OTP编程功能，NSM2031F支持过流保护输出，NSM2032与NSM2033支持400kHz带宽和1.8us延时，从OTP升级到了MTP编程提高了灵活性，有助于客户提高批量生产良率。NSM203x系列采用TO94直脚及折脚封装;NSM2032支持参考电压输出，NSM2033支持过流保护输出。

图4：NSM2031线性霍尔电流传感器

图5：NSM2033霍尔电流传感器

NSM2020的参数和NSM2033相似，但采用的是TSSOP8封装，更方便主机厂集成电流采样功能，简化系统设计并优化整体成本。由于纳芯微采用检测垂直方向磁场的方法，芯片对共模磁场具有强抑制能力，无需加屏蔽罩即可实现高精度电流检测。

图6：NSM2020线性霍尔电流传感器

针对以上的车规级磁电流传感器，纳芯微都可以提供车规AEC-Q100测试报告，PPAP文件及安规认证证书。

热管理系统角度传感器

新能源车的热管理系统需要使用水泵和水阀，用来平衡不同模块和组件之间的温度。针对热管理系统，纳芯微开发了系统解决方案，包括水泵电机驱动SoC、水阀反馈角度传感器，以及BLDC电机换相磁开关。

NSM301x是基于霍尔原理的系列芯片，采用四霍尔盘角度检测原理，配合Cordic角度解算完成角度测量;MTP支持零点输出数据配置、4段线性标定等，校正后输出角度精度可达1度，甚至低至0.2度。NSM301x输出形式多样，包括模拟、PWM、3线SPI、UVW等等。目前该系列传感器芯片已经进入量产阶段。

BMS系统MEMS压力传感器

针对汽车BMS系统(电池管理系统)的热失控问题，纳芯微推出了MEMS压力传感器，用于热失控早期的压力检测。NSPASx系列MEMS压力传感器支持10至400kPa测量范围，精度优于±1%。

NSPASx系列MEMS压力传感器还可用于汽车座椅中的气囊气压检测，提高乘客的座椅舒适度;以及真空助力刹车系统中真空泵的真空度检测。

混动/燃油车动力总成与燃油供给传感器

不同于纯新能源汽车，混动车辆保持了原有的燃油车设计。纳芯微提供各种类型MEMS压力传感器、油压测量传感器及信号调理芯片，而且这些传感器可以根据型号和适用场景PIN TO PIN兼容市面上其他解决方案。

此外，纳芯微针对电阻式和电容式压力传感器信号调理ASIC也制定了完整的产品路线图，以不同系列产品支持不同输出类型，包括模拟输出、SENT、LIN总线输出，以满足不同的客户需求。

审核编辑：汤梓红