新·知丨TPMS的机遇和挑战

四维图新 昨天

前言

中华人民共和国工业和信息化部出台《乘用车轮胎气压检测系统的性能要求和试验方法》，要求2020年1月1日起，所有乘用车开始强制安装胎压监测系统（TPMS）。而在今年3月4日，交通运输部发布《危险货物道路运输营运车辆安全技术条件》，也强调从2020年5月1日起，危险品牵引车及总质量大于12吨的危险品运输车要安装胎压监测，并要求指出轮胎的具体位置、气压值和温度值，这比乘用车胎压强制要求标准还要严格，

作为胎压监测系统中的重要角色，政策的相继出台也给胎压监测芯片带来了新的机遇和挑战。



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认识胎压监测系统（TPMS）
轮胎压力监测系统英文为TPMS（Tire Pressure Monitoring System）。它通过监测汽车轮胎的气压，可对轮胎漏气和低气压等情况进行报警，以确保行车安全。
关于胎压监测系统基本工作原理，此前的科普内容中有所介绍，在此不多赘述了，小伙伴们可以通过文章末尾链接回顾。
恰好身边有杰发科技胎压监测系统芯片的实物，为了让大家更直观地感受芯片对压力结果，小编来给大家做一个更加直观的展示：



目前市场上的胎压监测系统芯片在功能实现上主要分两类：间接式胎压监测系统和直接式胎压监测系统。
间接式的胎压监测系统属于事后被动型。虽然成本较低，但存在诸如报警不及时及误报等缺点，现在行业主流设计，更多会选择直接式胎压监测系统。


相比间接式，直接式胎压监测系统属于主动防御型。利用安装在轮胎里的压力传感器来监测轮胎的气压，并用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。


四维图新旗下杰发科技的胎压监测芯片产品也属于直接式胎压监测系统。


图为：直接式胎压监测系统在仪表盘显示效果


图为：直接式胎压监测系统在车机端显示效果

图片来自杰发科技alpha客户官网


尽管直接式胎压监测系统成本略高，但它可以实时监测胎压、胎温，而且可以快速定位故障轮胎，并指出具体异常的位置，未来将是行业趋势。


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杰发科技胎压监测解决方案及相关功能优势

杰发科技早在3年前就已布局胎压监测芯片市场，通过对需求及痛点的分析，规划了不同场景的解决方案，目前主要有以下4种：

  

名词释义：P-Sensor气压监测（Pressure Sensor） 、T-Sensor温度监测（Temperature Sensing）以及A-Sensor加速度监测（Acceleration Sensor）


后装市场独立式胎压监测方案



采用相对功能单一化的MCU在接收端，既可实现直接式胎压监测系统的功能，也可以很好的控制成本。

后装市场独立式胎压监测方案框图


整车厂原装配套主流胎压监测方案



采用功能多元化的MCU在接收端，可连接车辆BCM（车身控制模块）实现胎压监测功能的同时，也可以实现更多功能。

整车厂原装配套主流胎压监测方案框图


智能座舱胎压监测方案



与杰发智能座舱产品相结合，实现更多功能的同时，其兼容性更强，表现也更加稳定。


智能座舱胎压监测方案框图


大型商用车胎压监测解决方案



以上三类方案可根据不同需求应用于乘用车及小型商用车，而大型商用车出于车身更长的特点，需要在众多传感器中间设置一个转发的功能，杰发科技也根据此类需求研发出了可用于大型商用车的胎压监测解决方案。

此外借助四维图新集团的内部资源优势，杰发科技与中寰卫星（四维图新旗下专注商用车领域的成员企业）在商用车市场进行一些列芯片产品的合作与开发，并已取得一些进展。


商用车胎压监测系统解决方案框图



图为：商用车胎压监测系统示意


从上述解决方案的框图中可以看出，目前针对于胎压监测的解决方案中的产品，主要涵盖杰发科技的MCU（微控制单元）及MEMS（微机电系统）两条产品线上的产品。
关于MCU的相关的AC781X、AC7801X以及MEMS相关的AC51X1芯片，在以往的文章中都做过介绍，感兴趣的小伙伴仍可以通过文末的链接进行查阅。

与此同时，上述集成AC51X1及AC781X/7801X的胎压监测系统的方案支持如下性能优势：
1、启停秒动：启动汽车之后，轮胎转半圈即可收到胎压、胎温信息变化
2、全天侯24小时监控：停车时也能时刻更新状态，让你一进入车内就知道轮胎是否出故障
3、四轮定位：可智能识别传感器位置信息，并自动匹配轮胎位置

图为：杰发科技自主研发胎压监测系统芯片-AC51X1效果图


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胎压监测的主要作用及意义
胎压监测系统对车辆的行驶安全性和经济性有着很大的帮助：
从安全性的角度看，它可以减少大部分因车辆爆胎所引发的交通事故，这也是国家相继出台相关政策的重要出发点。
从经济性的角度看， 一方面轮胎气压过低或过高会加剧轮胎损耗而影响轮胎使用寿命，另一方面胎压如果低于正常气压时，需要消耗更大的马力来提供相同的速度。如果胎压始终处于正常范围，都可以为驾驶员节约部分用车成本。


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国产胎压监测产品的机遇


图为：胎压监测系统市场规模预测，来自万联证券


鉴于胎压监测系统的重要安全意义，万联证券预计2020年市场规模有望达到32.3亿元，同比增长45.2%，可以看出受胎压监测系统强制法规因素的驱动，国内胎压监测系统市场近2年内正处于爆发增长期。



结语：

虽然之前主流供应商仍然以欧美厂商为主。而杰发科技提前布局，已于2019年底就已成功研制胎压监测芯片AC51X1，并具备量产能力。经多方验证，AC51X1无论在性能、功耗指标上都能比肩国际顶尖大厂，在市场上具备能力打破以往的国际垄断。杰发科技始终以创新做为驱动力，目前众多研发成果已取得了多项专利，而未来，杰发科技还会打破现有格局，继续推出更多元的产品形态。
正如四维图新副总裁&杰发科技总经理万铁军说：“芯片的性能需要在产品化应用过程中不断地验证，才能够逐步提高，这也需要大家互相扶持。我们有信心一步一步来，从胎压监测芯片这种细分市场开始，去跟国际的大厂同台竞争。”
（本文部分内容来自网络）

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