【導(dǎo)讀】納芯微發(fā)布車規(guī)級(jí) MEMS 絕壓傳感器 NSPAD3N，全鏈路國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈，滿足 AEC-Q100；芯片內(nèi)置兩套熱失控判定算法，支持主控休眠狀態(tài)下低功耗監(jiān)測(cè)、異常喚醒，85℃下采樣電流＜35μA；量程 40–400kPa 可定制、16 位 SPI 輸出，搭載 256 字節(jié) FIFO 記錄壓力歷史，DFN-8 小型封裝，特殊進(jìn)氣結(jié)構(gòu)保護(hù)敏感芯體，適配新能源電池包 BMS 壓力監(jiān)測(cè)。
隨著電池安全要求持續(xù)提升，電池管理系統(tǒng)需要結(jié)合更多維度的信號(hào)，及時(shí)識(shí)別異常。當(dāng)電芯異常排氣時(shí)，釋放的氣體會(huì)引起電池包內(nèi)壓力變化。壓力傳感器通過(guò)捕捉這一信號(hào)，為熱失控識(shí)別提供溫度、電壓之外的檢測(cè)依據(jù)。這項(xiàng)監(jiān)測(cè)需要覆蓋行駛、充電及停車等不同狀態(tài)，尤其在停車期間，系統(tǒng)需要在保持壓力監(jiān)測(cè)的同時(shí)，盡量降低待機(jī)能耗。
內(nèi)置判定算法，減少主控運(yùn)行負(fù)擔(dān)
NSPAD3N集成壓力采集與兩套熱失控判定算法，可在主控休眠期間按設(shè)定周期監(jiān)測(cè)壓力變化，并在滿足判定條件時(shí)觸發(fā)喚醒，通知主控進(jìn)一步處理異常。采樣與初步判定由傳感器芯片完成，可減少主控周期性喚醒和數(shù)據(jù)處理的需求。
在85℃、每秒采樣一次的條件下，NSPAD3N低功耗監(jiān)測(cè)模式電流低于35μA，可降低停車期間持續(xù)壓力監(jiān)測(cè)的能耗。
可編程檢測(cè)與量程定制，適配多元監(jiān)測(cè)需求
電池包內(nèi)氣壓受海拔、環(huán)境溫度等多種因素影響，異常判定需要考慮正常工況下的壓力波動(dòng)。NSPAD3N支持可編程壓力變化檢測(cè)，可通過(guò)寄存器調(diào)整相關(guān)判定參數(shù)，也支持根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行定制。開(kāi)發(fā)者可基于內(nèi)置算法，結(jié)合電池包設(shè)計(jì)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)配置監(jiān)測(cè)策略，減少算法開(kāi)發(fā)工作。
芯片內(nèi)置256字節(jié)FIFO，可保存共128個(gè)點(diǎn)的壓力數(shù)據(jù)或溫度數(shù)據(jù)，供主控讀取歷史壓力記錄，為監(jiān)測(cè)策略調(diào)試和異常過(guò)程分析提供參考。
在測(cè)量性能方面，NSPAD3N支持40～400 kPa范圍內(nèi)定制量程、16位SPI輸出及全溫度補(bǔ)償，25℃下測(cè)量精度為±1.5 kPa，并具備亞毫秒級(jí)響應(yīng)能力。
NSPAD3N電池包監(jiān)測(cè)模組架構(gòu)示意圖
小型化封裝與特殊進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，兼顧系統(tǒng)集成與量產(chǎn)裝配
NSPAD3N采用5.1 mm × 5.1 mm × 1.75 mm的DFN-8封裝，配合8引腳設(shè)計(jì)與較少的外圍器件需求，有助于簡(jiǎn)化PCB布局，為緊湊型電池監(jiān)測(cè)模組節(jié)省空間。
產(chǎn)品采用特殊進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣孔避開(kāi)MEMS敏感元件的正上方，在保持壓力響應(yīng)能力的同時(shí)，降低異物直接接觸敏感元件造成物理?yè)p傷的風(fēng)險(xiǎn)。封裝引腳支持焊接后的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI），便于檢查焊點(diǎn)質(zhì)量、識(shí)別焊接缺陷。
覆蓋MEMS與信號(hào)調(diào)理，提供多樣化壓力傳感方案
納芯微壓力傳感產(chǎn)品包括MEMS壓力傳感器芯片和壓力傳感器信號(hào)調(diào)理ASIC。MEMS壓力傳感器芯片覆蓋表壓、絕壓和差壓三大類型，量程覆蓋?100～500 kPa，并可根據(jù)應(yīng)用需求定制；信號(hào)調(diào)理ASIC支持電容式、電阻式敏感元件，提供模擬、I2C、SPI、SENT、LIN及4～20 mA等多種輸出形式，適配不同系統(tǒng)的壓力檢測(cè)與信號(hào)處理需求。
依托“MEMS＋ASIC＋封裝＋校準(zhǔn)”的全鏈路能力，納芯微壓力傳感器為汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子及白色家電等應(yīng)用，提供從敏感芯片、信號(hào)調(diào)理到合封式產(chǎn)品的多樣化產(chǎn)品方案。
關(guān)于納芯微
納芯微電子（簡(jiǎn)稱納芯微，股票代碼：688052.SH/02676.HK）是高性能高可靠性模擬及混合信號(hào)芯片公司，聚焦傳感器、信號(hào)鏈、電源管理三大產(chǎn)品方向，為汽車、可再生能源與電源、工業(yè)自動(dòng)化、智能終端等行業(yè)提供全鏈路半導(dǎo)體解決方案。
從綠色能源、智慧出行到智能終端，納芯微致力于通過(guò)持續(xù)的技術(shù)突破與應(yīng)用創(chuàng)新，構(gòu)筑面向物理AI時(shí)代值得信賴的芯基建。
結(jié)論
NSPAD3N 的核心亮點(diǎn)是將壓力采集、熱失控判定、喚醒機(jī)制集成在單顆車規(guī)芯片，把壓力預(yù)警前置到傳感器端，減輕 BMS 主控負(fù)載，解決停車靜置監(jiān)測(cè)的能耗痛點(diǎn)。全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈、可編程閾值、可定制量程、內(nèi)置 FIFO 回溯記錄，方便整車廠匹配不同電池包方案；小型 DFN 封裝與防護(hù)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，適配電池模組緊湊化設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品進(jìn)一步完善納芯微 MEMS 壓力傳感矩陣，為動(dòng)力電池安全提供國(guó)產(chǎn)化的感知底座。
