新能源汽車具有智能、安全、節(jié)能的優(yōu)勢，因此成為近3年最具應用前景的汽車智能化技術(shù)。根據(jù)國際能源署（IEA）2011年發(fā)布的《電動汽車（EV）與插電式電動車（PHEV）技術(shù)路線圖》，新能源汽車市場將進入高速發(fā)展時期，市場份額迅速擴大。

核心芯片研發(fā)是技術(shù)關(guān)鍵

新能源汽車應用步伐加快，安全是基礎，智能是趨勢，核心芯片研發(fā)是技術(shù)關(guān)鍵。

為了減少大氣污染，我國積極推動新能源汽車發(fā)展，北京等多個城市推出了電動汽車補貼優(yōu)惠政策，新能源汽車市場潛力巨大。在這樣的背景下，智能安全的新能源汽車成為發(fā)展的重點。

智能安全的新能源汽車可以從以下幾個方面考慮，一是車身控制,二是主動安全,三是手勢控制，四是智能電量管理,五是高級胎壓監(jiān)測。

新能源汽車應用步伐加快，安全是基礎，智能是趨勢，核心芯片研發(fā)是技術(shù)關(guān)鍵，目前核心芯片主要包括電池管理芯片（BMS）、胎壓監(jiān)測芯片（TPMS）和車身控制芯片（BCM）。

電池管理系統(tǒng)（BMS）是電池和用戶間的紐帶，能夠?qū)崟r準確監(jiān)控電池包的電壓電流溫度信息，估算電池狀態(tài)，并有異常報警、均衡控制、熱管理等功能，保證電池高效安全使用。多起電動汽車自燃事故的發(fā)生，愈加凸顯BMS對安全的重要作用。隨著新能源汽車市場蓬勃發(fā)展，BMS需求必將快速增長，成為研發(fā)熱點。

BMS可以分為分立方案和集成方案。傳統(tǒng)分立方案在國外起步較早，我國也推出了許多產(chǎn)品；集成方案基于電池管理芯片，芯片集成了采集系統(tǒng)及保護預警等功能。基于電池管理芯片的優(yōu)點是能夠提高集成度、提高檢測精度速度、高可靠性、減少系統(tǒng)面積和功耗、簡化系統(tǒng)設計；缺點是檢測精度需進一步提高、大多芯片不能直接估算電池狀態(tài)、核心電池管理芯片基本被國外壟斷。國外公司已推出的電池管理芯片有Linear的LTC6802、TI的BQ系列和ADI的AD7280等。

感知型BMS芯片面臨挑戰(zhàn)

研發(fā)感知型BMS芯片面臨諸多挑戰(zhàn)，我國積極開發(fā)BMS專用感知型電池管理芯片。

目前感知型BMS芯片在研發(fā)時面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，從串聯(lián)電池電壓高精度快速同步檢測來看，磷酸鐵鋰電池電壓曲線平坦期電壓變化小，電壓檢測精度需要達到1mV左右。動力電池工作電流高度動態(tài)，須在同一時刻檢測上百個電池單體的參數(shù)和狀態(tài)。盡快完成全部電池單體檢測，保證實時性。

其次，從電池狀態(tài)估計算法研究和感知集成來看，監(jiān)控電池狀態(tài)，需要知道能表示電池容量、老化等信息的電池狀態(tài)，如電池荷電狀態(tài)SOC（StateofCharge）、電池健康狀態(tài)SOH（StateofHealth）。一方面，要建立準確的電池模型和提高電池狀態(tài)估算精度。基于雙卡爾曼濾波方法，聯(lián)合估計SOC、SOH，提升精度；另一方面，電池狀態(tài)估計算法片內(nèi)集成。軟硬件協(xié)同設計，考慮芯片計算能力、功耗、面積等。

再次，從片內(nèi)電池主動均衡設計來看，存在電池單體不一致性、主動均衡和被動均衡的問題。電池均衡要求低損、快速、準確。感知型BMS芯片是基于電池狀態(tài)的智能均衡電流分配策略，提高均衡效率。

最后，從芯片高可靠性設計要求來看，車用芯片ESD保護要求較高。根據(jù)JEDEC22-A114D，消費類電子芯片承受ESD放電電壓一般為2000V；據(jù)AEC-Q100-002-REV-D，車用芯片承受ESD放電電壓最高為8000V。

目前清華大學微電子學研究所正在開發(fā)BMS專用感知型電池管理芯片，它將采集電池參數(shù)、估算電池狀態(tài)。在研發(fā)過程中，第一步實現(xiàn)了BMS分立系統(tǒng)設計，第二步實現(xiàn)第一代電池管理芯片設計，第三步是實現(xiàn)第二代電池管理芯片設計。

我國TPMS強制標準將實施

預計我國近期將實施強制性標準，我國每年將至少安裝1.2億套TPMS。

2007年9月美國新車強制安裝TPMS；2012年11月歐盟規(guī)定新汽車平臺加裝TPMS，2014年歐盟所有新車安裝TPMS；2011年7月我國實施推薦標準。預計我國近期將實施強制性標準，我國每年將至少安裝1.2億套TPMS。

針對汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)TPMS，清華大學開展了TPMS研發(fā)四部曲，一是取代進口英飛凌SP30芯片（有電池），二是取代進口英飛凌SP37芯片（有電池），三是自主設計國際領(lǐng)先無電池TPMS，四是高級胎壓監(jiān)測。

高級胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)是無電池直接胎壓監(jiān)測技術(shù)。該系統(tǒng)擁有更加豐富的功能，能與車輛通信系統(tǒng)融合，實現(xiàn)輪胎智能化。高級胎壓監(jiān)測與車輛通信系統(tǒng)密不可分，而車輛通信系統(tǒng)是車聯(lián)網(wǎng)的主要組成部分之一。高級胎壓監(jiān)測以車輛通信系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)為依托，將胎壓監(jiān)測信息系統(tǒng)與車聯(lián)網(wǎng)密切結(jié)合，開啟全新的應用前景。