MEMS壓力傳感器在汽車胎壓監(jiān)測中的應用

據國家統(tǒng)計局2021年底發(fā)布的國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報顯示，全國機動車保有量達到3.95億輛，同比增長6.18%，其中汽車保有量達3.01億輛，同比增長7.47%。隨著汽車家用普及量的日益增大，汽車的科技含量也越來越高，安全性也成為更加關注的性能指標，其中胎壓實時監(jiān)測系統(tǒng)成為目前機動車，特別是中高檔型汽車的標配。

汽車輪胎的胎壓故障是導致交通事故發(fā)生的重要原因之一，特別是在高速、高溫和重載的情況下，輪胎的胎壓穩(wěn)定性對于車輛安全至關重要。胎壓異常不僅會造成油耗增加、輪胎壽命減少、車輛顛簸，還會導致剎車功能減弱，甚至爆胎的風險，因此胎壓監(jiān)測系統(tǒng)就顯得尤為重要了。

輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，簡稱“TPMS”，它可以在汽車行駛過程中，通過記錄輪胎轉速或安裝在輪胎中的電子傳感器，對輪胎氣壓進行實時自動監(jiān)測，以確保行車安全。胎壓監(jiān)測系統(tǒng)可分為兩種：一種是間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，是通過輪胎的轉速差來判斷輪胎是否異常(俗稱胎壓報警);另一種是直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，通過在輪胎里面加裝四個胎壓監(jiān)測傳感器，在汽車靜止或者行駛過程中對輪胎氣壓和溫度進行實時自動監(jiān)測，并對輪胎高壓、低壓、高溫進行及時報警，避免因輪胎故障引發(fā)的交通事故，以確保行車安全(俗稱胎壓顯示)。

值得注意的是，在2020年之前，我國并沒有強制規(guī)定汽車必須配置胎壓報警或者胎壓顯示系統(tǒng)，而歐美國家大部分國家很早就已經把胎壓監(jiān)測作為強制標配。目前，國內機動車配置胎壓監(jiān)測系統(tǒng)也基本存在于中高配或頂配車型，低配基本無緣。2020年1月1日以后，我國也開始要求強制標配胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。不過，國內配置的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，很多都是間接式胎壓監(jiān)測，也就是胎壓報警而不是胎壓顯示系統(tǒng)，并不能夠顯示實時胎壓!

胎壓監(jiān)測的產業(yè)鏈主要分為上游芯片制造封測及電池、中游模組廠及下游整車廠等環(huán)節(jié)，在上游芯片環(huán)節(jié)，具備競爭力的解決方案基本由英飛凌、NXP及通用等國際巨頭廠商壟斷。在國內的廠家中，只有少數一些頗具實力的企業(yè)有實力生產車規(guī)級的相關芯片。

將MEMS壓力傳感器安裝在輪胎內部，可直接測量輪胎的氣壓，再利用無線發(fā)射器將壓力信息從輪胎內部發(fā)送到中央接收器模塊上，然后對各輪胎氣壓數據進行顯示，當輪胎氣壓太低或漏氣時，系統(tǒng)會自動報警。其所輸出的數據都經過充分的校準和溫度補償，標準的數字輸出更容易進行系統(tǒng)集成。工作溫度可在全溫區(qū)范圍進行補償河校準，精度可達± 1% FS。智芯傳感MEMS壓力傳感器還有一個非常大的優(yōu)勢，即產品尺寸非常小，并且封裝靈活，可貼片安裝或直接焊接到不同尺寸的PCB上。

對于胎壓監(jiān)測系統(tǒng)市場規(guī)模來說，與ETC(電子收費)一樣雖然都屬于比較小的細分市場，但對于行車安全的重要性卻不言而喻。當前政策對于后裝市場是否安裝TPMS并無特別要求，不過，對目前新生產的乘用車都必須強制安裝。2022年預估的乘用車年產量為2200萬輛，如果每輛車TPMS價格約300元/套進行測算，我國汽車前裝市場TPMS行業(yè)今年的市場規(guī)模近66億元左右。

審核編輯：湯梓紅