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

核心芯片研發是技術關鍵

新能源汽車應用步伐加快，安全是基礎，智能是趨勢，核心芯片研發是技術關鍵。

為了減少大氣污染，我國積極推動新能源汽車發展，北京等多個城市推出了電動汽車補貼優惠政策，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，核心芯片研發是技術關鍵，目前核心芯片主要包括電池管理芯片（BMS）、胎壓監測芯片（TPMS）和車身控制芯片（BCM）。

電池管理系統（BMS）是電池和用戶間的紐帶，能夠實時準確監控電池包的電壓電流溫度信息，估算電池狀態，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展，BMS需求必將快速增長，成為研發熱點。

BMS可以分為分立方案和集成方案。傳統分立方案在國外起步較早，我國也推出了許多產品；集成方案基于電池管理芯片，芯片集成了采集系統及保護預警等功能。基于電池管理芯片的優點是能夠提高集成度、提高檢測精度速度、高可靠性、減少系統面積和功耗、簡化系統設計；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、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

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

目前感知型BMS芯片在研發時面臨諸多挑戰。首先，從串聯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，須在同一時刻檢測上百個電池單體的參數和狀態。盡快完成全部電池單體檢測，保證實時性。

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

再次，從片內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JEDEC22-A114D，消費類電子芯片承受ESD放電電壓一般為2000V；據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BMS專用感知型電池管理芯片，它將采集電池參數、估算電池狀態。在研發過程中，第一步實現了BMS分立系統設計，第二步實現第一代電池管理芯片設計，第三步是實現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測系統TPMS，清華大學開展了TPMS研發四部曲，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先無電池TPMS，四是高級胎壓監測。

高級胎壓監測系統的核心技術是無電池直接胎壓監測技術。該系統擁有更加豐富的功能，能與車輛通信系統融合，實現輪胎智能化。高級胎壓監測與車輛通信系統密不可分，而車輛通信系統是車聯網的主要組成部分之一。高級胎壓監測以車輛通信系統和車聯網為依托，將胎壓監測信息系統與車聯網密切結合，開啟全新的應用前景。