“国六”标准严格，纳芯微全新液位传感器协助汽车公司坦然面对

电子爱好者网报道(文章 / 众所周知，吴子鹏是全球温室气体和空气污染源的主要排放源之一，其中汽车占比最高。中国移动源环境管理年度报告(2023年)由生态环境部发布 年）》，2022 每年我国机动车一氧化碳（CO）、氮氧化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物 ( PM）消耗分别为 743.0 万吨、191.2 万吨、526.7 万吨、5.3 万吨。在这些比例中，汽车占比超过了所有比例。 90%。

我国第六阶段发布机动车污染物排放标准(以下简称“国六”标准)，旨在从源头上改善u200c的空气质量，显著减少汽车尾气中有害物质的排放，对汽车燃油系统提出更高的要求。作为一家高性能、高可靠性的模拟和混合信号芯片企业，为了让汽车企业更好地响应“国六”标准，纳芯微此前发布了 NSPGL1 系列压差传感器和 NSPAS5N 系列绝压传感器，从灵敏度、质量、灵活性等各个方面赋予汽车企业和零部件供应商权力。

“国六”标准下的液位传感器需求

“国六”标准是我国根据国内环境条件和国际技术发展，修订和优化汽车尾气排放限值和测量方法的标准，分为“国六” a "和"国六 b “两个阶段，分别是 2020 年与 2023 年实施。与“国六”相比 a "，"国六 b "国六在各个方面都比较严格，比如氮氧化物，" a "排放标准为每公里 60 mg，"国六 b "那是每公里 35 mg。业界普遍认为，“国六” a "国六是过渡标准，" b “是真正的“国六”标准。

为满足严格的“国六”标准，汽车公司需要在汽车发动机、尾气处理设施等方面增加更多的技术投入。以轻型燃油车为例，缸内直喷 ( GDI ) 、涡轮增压，三元催化 ( TWC ) 、收集汽油颗粒 ( GPF ) 、回收汽车的油气给油 ( ORVR ) 等待技术得到改进或应用。换言之，“国六”标准使得汽车燃油系统设计发生了显著变化。它还带来了许多新的传感器需求。如图所示，为了满足“国六”标准，发动机管理系统采用了多种多样的发动机管理系统。 MEMS 液位传感器。

在发动机管理系统中 MEMS 液位传感器

在这些因素中，曲轴箱通风压力传感器的作用是测量曲轴箱内压力与大气压力之间的压差，并以信号方式发送到发动机控制设备。为了响应“国六”标准，汽车燃油发动机的设计应设计曲轴箱通风系统，曲轴箱内的混合气体应通过橡胶管导向进气口的适当位置，然后再次燃烧到气缸中，不仅可以减少排气污染，还可以提高发动机的经济性。与此同时，当发动机怠速较低时，曲轴箱处于负压状态，若不进行强制通风，则会影响发动机的性能和排放。没有曲轴箱通风液位传感器，就无法实现这一功能。

碳罐脱附液位传感器的作用是感应脱附路径的压力变化，将其转换成电压信号提供给控制系统，以便及时开关阀门。碳罐是一种车载油气回收。 ( ORVR ) 在系统的一部分，“国六”标准，汽车加油时产生的汽油蒸汽应储存在碳罐中，大气消耗接近于零。因此，与“国五”标准相比，符合“国六”标准的汽车增强了碳罐通风口的密封结构，通过碳罐脱附液位传感器和软件实现了“零排放”的目标。

尾气回收系统液位传感器是为了减少汽车尾气的排放而设计的，其主要功能是通过回收和利用排气管中的废气热能来为发动机提供额外的能量。在尾气回收系统中，液位传感器可以感受到发动机启动引起的系统压力变化，帮助系统控制回收系统的闸阀，最大限度地利用回收的废气热能，减少尾气排放对环境的污染。

这里不再进行其他液位传感器，但这些液位传感器都面临着一些共同的挑战。首先，与燃油管理系统中使用的液位传感器相比，它们的工作环境大多是恶劣的。除了高温和高压，它们还受到油气腐蚀和振动的影响。然而，系统要求这些传感器在恶劣环境下仍能稳定工作，以提高汽车排放指标。第二，对于不同种类的汽车， MEMS 液位传感器的性能要求也不同。例如，混合动力汽车和传统燃油汽车由于发动机的运行状态不同，以及常压和高压油箱的区别，会对 MEMS 对液位传感器有不同的要求。

机遇总是与挑战并存，当然。第六国家标准要求所有燃油蒸汽液位传感器（FTPS）、GPF 必须使用压差传感器 100% 碳罐脱附液位传感器的安装率达到 50% 上述，同时商用车也需要安装 DPF 压差传感器，所以各种类型 MEMS 液位传感器的用量非常可观。最新发布的纳芯微 NSPGL1 系列压差传感器和 NSPAS5N 该系列绝压传感器在灵敏度、质量和灵活性方面达到了行业顶尖水平，可以帮助汽车公司更好地响应“国六”标准，打造高性能、低排放的发动机系统。

更加可靠，更加敏感，更加容易使用 NSPGL1 系列

NSPGL1 该系列是纳芯微专门为应用环境设计的压差传感器，如燃油蒸汽压力监测、曲轴箱通风泄漏检测、制动助力真空值检测等。“纳芯微电子市场主管毛邈奇说：” NSPGL1 该系列的推出对纳芯微产品升级和客户方案升级具有重要意义。NSPGL11与上一代纳芯微模组产品相比， 该系列在外观和内腔设计上发生了明显的变化和改进，并通过高度集成的方式简化了汽车制造商 PCB 组件控制；与国际制造商相比，没有 PCB ( PCB-less）方案，NSPGL1 基于芯片实现方式的系列在成本上具有很大的优势，并且可以在外观上完美适应国际厂商的芯片级方案，不需要客户再出模设计，降低了方案升级的研发周期。"

纳芯微 NSPGL1 压差传感器系列

从产品特性性能不难看出，纳芯微 NSPGL1 该系列压差传感器具有精度高、质量高、使用方便等优点。NSPGL1 系列完成了 100% 工厂预校准，提供高精度、宽温区、高线性、性能稳定等性能， -40 ℃ ~130 支持℃全温范围内 100% 温度补偿，精度优于 ± 2.5%F.S.。“与目前市场上的竞争产品相比，NSPGL1 该系列的反应更加敏感，响应时间约为 0.8 ms。NSPGL11与国际制造商相同的精度产品。 该系列的功耗远低于竞争产品。另外，NSPGL11不同于竞争产品只提供几个固定量程。 以极高的灵活性满足差异化需求，支持客户定制量程。"

NSPGL11 系列支持 0~ ± 5kPa/ ± 35kPa/ ± 100kPa 内量程可定制，可轻松满足传统汽车常压油箱压力(4kPa~7kPa)检测、混合动力汽车高压油箱压力(35kPa~40kPa)检测、制动真空值助力(0~-100kPa)压力检测等情况。

NSPGL1 本系列产品质量极佳，产品设计、晶圆制造、封装试验、校正均符合车辆规级要求。NSPGL1 这个系列通过高达 18V 支持反压电源的高压电源 -24V 过压 28V 保护，可以承受 3x 过载压力和 5x 爆破压力。NSPGL11适用于极端的油气环境 该系列采用独特的贵金属焊层 MEMS 陶瓷基板的芯片组合封装。“目前，大多数人指出：” MEMS 传感器采用铝焊盘，在强酸、强碱或强氧化条件下容易腐蚀，而油气中的一氧化硫、二氧化硫、氮氧化物等气体在遇水时会形成酸。NSPGL1 使用贵金属焊层的系列 MEMS 设计，后续可通过对比。 ASIC 为了轻松应对这些挑战，进行贵金属化升级。"

另外，上面已经提到，纳芯微微 NSPGL1 该系列与目前市场上的主流商品完美搭配，使用方便，可扩展性好。毛毛奇透露：" NSPGL1 系列的下一步推广方向是通过国内供应链进一步降低成本，从而提高客户方案的性价比，保证客户产品的供应链安全。同时，纳芯微 NSPGL2 该系列正在加紧研发，预计将在 2025 年 Q4 推向市场，进一步提高商品一体化水平，届时，方案的外围设备将大大降低至燃油蒸汽压力监测、曲轴箱通风泄漏检测、制动助力真空值检测等应用。 2-3 颗。"

支持亚毫秒级快速响应 NSPAS5N 系列

NSPAS5N 该系列是一种绝压传感器，适用于纳芯微制尾气再循环系统。和 NSPGL1 NSPAS5系列是一样的N 该系列的工作环境同样极端，在进气歧管带尾气的压力检查中（EGR-TMAP）在其他环境中，尾气中的有害气体也容易产生强酸、强碱、强腐蚀环境。“选用贵金属焊层设计的毛邈奇介绍 NSPAS5N 该系列能轻松应对这些环境挑战，产品质量极佳。更重要的是，NSPAS5N 在这样严格的环境下，系列能够保持稳定的高精度导出。"

纳芯微 NSPAS5N 绝压传感器系列

NSPAS5N 系列精度高，质量特性高， NSPGL1 系列类似。NSPAS5N 该系列还具有线性高、稳定性好、无需校正等优点，提供 100% 温度补偿，现在 0 ℃ ~85 在温度范围内输出精度优于温度范围 ± 1% F.S.，-40 ℃ ~130 ℃全温范围内精度优于℃ ± 1.5% F.S.，而且工作电流低于 3mA。NSPAS5N 该系列还采用了高达 18V 支持反压电源的高压电源 -24V 过压 28V 保护，可以承受 3x 过载压力和 5x 借助贵金属焊层设计，爆破压力，应对环境挑战。

与此同时，特别提到了NSPAS5N 该系列还具有行业领先的响应速度，提供多种输出方式，支持模拟比例 / 绝对导出，并存 10kPa~400kPa~ 可以定制内量程。NSPAS5N 该系列支持亚毫秒快速响应，响应时间低于 1ms。所以，纳芯微在两个方面都做了特别的提升：一是 MEMS 提高传感器的灵敏度；二是减少调养芯片的响应时间。这一快速响应特性可以使废气再循环处理系统更快、更准确地获取数据，从而帮助燃油系统调整喷油比例，使燃烧更充分。

实际上，不管是什么 NSPGL1 系列，还是 NSPAS5N 这个系列，都是纳芯微在 MEMS 在液位传感器领域长期耕耘，厚积薄发的代表作。“纳芯微自己的纳芯微自己 2013 自2008年成立以来，一直以全自研的态度深耕。 MEMS 液位传感器市场，我们的传感器 ASIC 他们都有完全自主研发的设计能力，可以采用自己的信号调节芯片。 MEMS 输出核心进行校准。纳芯微还建立了自己的特殊传感器封装厂。这一综合能力可以使我们满足用户的各种定制需求，包括 SPEC 定制方法，在量程和输出方法上给出几个可选的定制选项，客户可以根据自己的需求进行选择，纳芯微会提供最终校正后的产品；还有完整的定制合作开发，纳芯微在 SPEC、在封装、测试和晶圆选址方面都能满足定制要求，并且能够完成各种对接和审查。"

面向未来，纳芯微 MEMS 液位传感器将聚焦于两个方向的增强。第一个是 SPEC 这一方面的改进，包括 MEMS 提高传感器的精度，从 1.5% 或 1% 向 5 ‰向前迈进，通过反压技能提升到 ± 40V 以及 EMC/ESD 提高能力；MEMS 提高传感器工作温度区域，从 -40 ℃ -125 ℃到 AEC-Q100 Grade 0 级别的 -40 ℃ -150 ℃，并有效改善传感器的封装类型。

二是提高界面丰富度。当前，随着新能源汽车创新应用的不断涌现，MEMS 传感器上的接口已由传统的模拟接口转变为传统的 SPI、SENT、LIN 和 PSI5 等待界面类型，丰富的界面能满足方案提供商更加多样化的设计要求。

结语

“国六”标准的目的是减少机动车尾气排放对环境的影响，保护环境。然而，这对传统燃油汽车和混合动力汽车来说是一个巨大的挑战，需要从整个发动机管理系统开始改进排放指标。在这个过程中，有很多传感器需求，所以核心微 NSPGL1 系列和 NSPAS5N 该系列具有巨大的市场潜力。

NSPGL1 系列和 NSPAS5N 该系列展示了领先行业的性能，包括高灵敏度、快速响应和安全可靠性。同时，归功于纳芯微。 MEMS NSPGL11长期坚持液位传感器领域的全自研策略。 系列和 NSPAS5N 该系列具有极佳的定制特性，能更加灵活地满足客户的需求。

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