▋什么是蒸發污染物？

由于儲存溫度和儲存時間的變化，作為汽車燃油存儲裝置的油箱可產生一些碳氫化合物蒸汽，即蒸發污染物。為此，國家針對油箱蒸發污染物制定了一致性測量與試驗標準。

▋常壓油箱與高壓油箱

汽油是極易揮發性液體，在28℃開放條件下，僅需20分鐘就能揮發55%。如果油箱完全密封，汽油揮發后又會使油箱內壓力急劇增大，甚至出現脹破的情況。

目前，汽車油箱可以分為常壓和高壓兩種類型，一般普通燃油車只需使用常壓油箱，承受內壓在-3至15kPa之間。為了避免燃油蒸汽外泄，燃油蒸發控制系統中都會有碳罐，它通過管路連接油箱頂部，利用油氣控制閥將揮發的汽油蒸汽擠壓到碳罐中。通常油箱內汽油蒸汽壓力達到4-7kPa時，油氣控制閥就會打開，讓汽油蒸汽進入碳罐。

碳罐內部有大量活性炭，能夠吸附燃油蒸汽，經氣體過濾后通過呼吸口排到大氣中，以實現油箱壓力均衡。車輛啟動后，連接進氣歧管的另一管路產生負壓，將碳罐中吸附的燃油送入發動機燃燒。由于碳罐中油氣少，油箱壓力也比較小，所以純燃油車使用常壓油箱就能滿足國六規定的蒸發污染物排放標準。

高壓油箱承受的壓力為35～40kPa，強度提升了很多，周圍配套的管路，如加油蓋、加油管路、蒸發管路的耐壓要求也更高。除了材質和管路的耐壓值更高，還增加了由ECU管理的FTIV閥，智能化程度更高。

插電混動車之所以要使用高壓油箱，是因為其長距離行駛主要依靠電池和電機，發動機啟動頻率較低。而碳罐的沖洗是靠發動機進氣歧管的吸氣作用實現的，所以發動機不啟動碳罐就會很快達到極限吸附量，導致一部分汽油蒸汽通過碳罐的大氣口外溢。

為此，汽車廠商為插電混動開發了高壓油箱。高壓油箱除了可以承受更高內壓外，其設計也有所不同。在高壓油箱連接碳罐的管路之間增加了油箱隔離閥（FTIV）。只要發動機熄火，油箱隔離閥就一直處于關閉狀態，使高壓油箱內的汽油蒸汽無法進入碳罐，避免汽油蒸汽溢出。

理論上講，在國六排放測試中，插電混動必須將電量充至最高，然后才能進行蒸發污染物排放測試。所以在測試過程中發動機基本不啟動，碳罐得不到沖洗，所以使用常壓油箱的插電混動車型較難通過國六排放測試。

順便說一下，活性碳罐不能飽和，必須具有一定的脫附能力（又稱清洗能力），才能保證汽油蒸汽不會通過碳罐的大氣口外溢。為了使處于吸附飽和狀態的碳罐能重新恢復吸附能力，就要對其飽和度進行檢測，并提醒ECU對碳罐進行脫附（啟動發動機對碳罐中的油氣進行燃燒），使之重新恢復吸附能力。納芯微NSPAS3系列絕壓傳感器就是一種碳罐脫附壓力傳感器，可以實現上述功能。

▋除了高壓油箱，高壓燃油蒸汽傳感器也不可忽略

事實上，除了使用高壓油箱更好地積攢揮發出來的油氣，還必須采用高壓燃油蒸汽傳感器，以保證插電混動車在發動機長時間不工作時，不會延長油氣揮發時間，導致活性碳罐吸附油氣飽和而溢出，造成排放超標。

要做到這一點，將需要使用燃油蒸汽壓力傳感器。這種傳感器既可以用于低壓油箱，也可以用于高壓油箱，其主要作用是監測燃油系統中的壓力變化，并配合ECU算法進行燃油蒸發系統泄露診斷，將過多的油氣供給碳罐吸附或發動機燃燒。

納芯微近期推出的采用MEMS工藝的汽車級壓差傳感器模組NSPGM2系列，可以為解決上述問題助一臂之力。

NSPGM2系列基于硅壓阻效應，采用先進的MEMS微加工工藝設計制造，通過汽車級信號調理芯片對貴金屬MEMS芯體輸出進行校準和補償，能將0～±5kPa/±35kPa/±100kPa的壓力信號轉換為可自定義輸出范圍（0～5V）的模擬輸出信號。

NSPGM2新結構示意圖

MEMS差壓壓力芯體（NSP1832）采用貴金屬雙焊盤結構設計以及增強穩定性的屏蔽層技術，能夠兼容油氣環境，符合汽車級AEC-Q103 Grade 0標準。其特有的陶瓷基板封裝工藝使該模組能夠耐油汽等介質腐蝕，MEMS獨立封裝讓設計更加靈活。

NSPGM2系列模組適用于增強型EVAP（燃油蒸發排放控制系統）的低壓/高壓燃油蒸汽壓力傳感器（FTPS），典型安裝位置是EVAP系統碳罐或油箱。

燃油蒸汽壓力傳感器安裝位置

此外，該產品還可用于曲軸箱通風壓力傳感器（KPS）等燃油動力系統，以及混動車/新能源車真空助力系統（VBS）、DPF尾氣壓差傳感器等。

▋納芯微汽車級壓差傳感器模組NSPGM2解決挑戰

NSPGM2系列模組具有高精度寬溫范圍（-40℃～130℃全溫范圍內精度優于±2.5%F.S.）、高線性度、穩定性好、無需校準、100%溫度補償等特性。它采用車規級標準，供電電壓高達18V，支持反壓-24V/過壓28V保護，可承受3x過載壓力和5x爆破壓力，具有較高的可靠性與穩定性。

該系列模組獨特的貴金屬焊盤MEMS搭配陶瓷基板封裝耐溫150℃，陶瓷背面貼裝耐油氣、尾氣腐蝕；陶瓷凸臺設計對安裝應力不敏感；1.62V～5.5V適配各種油氣、氮氧腐蝕性氣體環境。模組出廠均經過預校準，具備出廠調零功能，且支持客戶端多次校準；模組封裝可移植性好，簡單易用。

NSPGM2系列模組還支持定制化，0～±5kPa/±35kPa/±100kPa內量程可定制，支持模擬比例/絕對輸出，且輸出曲線可定制，令傳統車常壓油箱壓力（4kPa～7kPa）及混動車高壓油箱壓力（35kPa～40kPa）檢測易如反掌；還能應用于剎車真空度助力（0～-100kPa）壓力檢測等多種壓力應用場景。

相比市場上的已有產品，納芯微NSPGM2系列差壓模組的響應時間更快，功耗更低，同時具有更高的精度和更寬的工作溫度范圍，以及更優異的過反壓保護能力。

納芯微擁有自主研發的MEMS設計與封裝技術以及多壓力溫度點自動化批量標定技術，有助于更好地保證交付，降低客戶供應鏈風險。據了解，納芯微下一代高集成燃油蒸汽傳感器也在規劃中。?

審核編輯：劉清