哪些本土廠商，布局BMS？

隨著電動汽車、智能設(shè)備和可再生能源存儲系統(tǒng)的快速發(fā)展，對電池性能、安全性和壽命的要求日益提高。電池管理系統(tǒng)（Battery Management System, BMS）作為確保電池安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，其需求也隨之增長。

BMS的主要功能包括實(shí)時監(jiān)測電池狀態(tài)（如電壓、電流、溫度等）、控制電池充放電過程、評估電池健康狀況、平衡電池單元、預(yù)測電池壽命及保護(hù)電池免受不利條件影響，以及通信管理等。

圖，新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）結(jié)構(gòu)圖，數(shù)源：kknews

BMS中的主要芯片包括：

模擬前端芯片（AFE）：作為BMS的核心芯片，在BMS中專指電池采樣芯片，實(shí)現(xiàn)電芯電壓、溫度等信息采集、狀態(tài)監(jiān)測、支持電池均衡功能等。AFE是包含傳感器接口、模擬信號調(diào)理電路、模擬多路開關(guān)、采樣保持器、ADC、數(shù)據(jù)緩存以及控制邏輯等部件的集成組件。有些AFE還帶有MCU、DAC和多種驅(qū)動電路。

計(jì)算單元（如MCU）：作為BMS的核心計(jì)算和控制單元，負(fù)責(zé)處理來自AFE的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行電池狀態(tài)監(jiān)測、控制算法執(zhí)行、故障診斷、通信管理等功能。

隔離電路：實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間電氣隔離，可以將輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出，以實(shí)現(xiàn)輸入、輸出兩端電氣隔離的一種安規(guī)器件。如在BMS主控板上的高壓采樣與MCU之間的SPI通信。

ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將BMS中的模擬信號進(jìn)行量化，生成能夠用數(shù)字表征的信號幅值。可以是分立存在的，也可以集成在AFE或MCU中。

電池均衡模塊：因滿充容量不同、SOC不同、內(nèi)阻不同、以及一些外部因素等原因會導(dǎo)致的各節(jié)電池電壓不相等，尤其在充電末端和放電末端時表現(xiàn)明顯。均衡模塊的主動均衡是通過把電量最多的那節(jié)電芯多的電量轉(zhuǎn)移給電量最少的那節(jié)電芯；而被動均衡則是把電量最多的那節(jié)電芯多出來的電量通過電阻發(fā)熱消耗掉。BMS均衡功能的實(shí)現(xiàn)主要靠AFE，它里面集成了均衡控制開關(guān)以及相關(guān)邏輯電路，給用戶提供了豐富的診斷和控制接口。

長期以來，我國BMS芯片依賴進(jìn)口，尤其是車規(guī)級AFE、ADC、MCU和隔離芯片。德州儀器、ADI、恩智浦和瑞薩等巨頭，占據(jù)了絕大部分的市場份額。但隨著中國新能源產(chǎn)業(yè)的快速壯大，以及各類政策鼓勵，越來越多的本土芯片廠商已然入局BMS市場。

本文與非網(wǎng)詳細(xì)梳理了10家本土半導(dǎo)體廠商在BMS市場的解決方案：

琪埔維半導(dǎo)體（有車規(guī)BMS方案）

琪埔維半導(dǎo)體（CHIPWAYS）是國內(nèi)率先面向新能源汽車能夠提供動力電池管理系統(tǒng)一站式芯片套片組的車規(guī)芯片設(shè)計(jì)公司，其自主研發(fā)的車規(guī)級32位MCU（ASIL-B）、BMS AFE（ASIL-C/D）、車規(guī)級霍爾傳感器等芯片均已成功在國內(nèi)十余家主機(jī)廠的多款車型上車量產(chǎn)，在汽車電子車身控制和動力電池管理領(lǐng)域上取得領(lǐng)先優(yōu)勢。琪埔維半導(dǎo)體的BMS解決方案可以應(yīng)用在電動汽車、基站后備電源、儲能電站、高功率電動工具、便攜式設(shè)備、工業(yè)/服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。

公司可以為客戶提供BMS如下套片組合，并可在產(chǎn)品開發(fā)上提供完整的軟件配套開發(fā)工具。

車規(guī)級BMS AFE模擬前端采樣芯片（ASIL C/D），如XL88xx系列通過ISO 26262功能安全最高等級ASIL D產(chǎn)品認(rèn)證，性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，單芯片支持4-18串電池采樣，典型采樣精度±1mV，全溫度范圍±3mV，支持休眠監(jiān)控、反向喚醒、雙向通訊，任意通道支持Bus bar，系列化封裝兼容，可靈活搭配。XL88xx系列芯片兼具高精度、高安全和低功耗的特點(diǎn)，能夠全方位實(shí)時監(jiān)控電池工作狀態(tài)，并及時反饋給電池管理系統(tǒng)，為動力電池管理保駕護(hù)航，保障車輛安全運(yùn)行。

車規(guī)級BMS數(shù)字隔離通訊接口芯片，如XL8820系列是同時滿足AEC-Q100汽車可靠性標(biāo)準(zhǔn)和ISO 26262汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)的車規(guī)級隔離式通信接口芯片，采用匹配的電流源和電流沉來驅(qū)動差分信號，從而免除了增設(shè)變壓器中心抽頭，并降低了EMI。

車規(guī)級32位微控制器MCU芯片（ASIL B）等，如微控制器XL6601系列是同時滿足AEC-Q100和ISO 26262 ASIL B功能安全標(biāo)準(zhǔn)的高性能汽車級微控制器芯片，基于32位ARM Cortex-M3內(nèi)核，兼顧低功耗和高性能，最大支持4MB Flash, 64KB RAM，256KB Data Flash，2路獨(dú)立ADC，具有豐富的接口SPI、IIC、UART、LIN、高速CAN（可達(dá)6M bps）等，支持Autosar 4.3，廣泛應(yīng)用于車身控制、智能座艙和BMS領(lǐng)域。

矽力杰（有車規(guī)BMS方案）

矽力杰致力于全面布局BMS領(lǐng)域并開發(fā)創(chuàng)新型產(chǎn)品，充分利用新型技術(shù)突破：電芯監(jiān)測、高壓檢測、電流檢測、隔離監(jiān)測和高壓互鎖等，推出汽車BMS方案，包含10大類共計(jì)15種產(chǎn)品解決方案。

圖源：矽力杰

其中AFE芯片SA63122是一款18串電池監(jiān)測器和被動均衡器，工作電壓范圍為12V-80V。它具有16位MAIN ADC，帶有可編程測量時隙（典型157μs），能夠測量18通道電池組和母線電壓，精度達(dá)到±1mV。此外，它還集成了N FET用于電池被動均衡，每通道最大均衡電流為300mA。該芯片還內(nèi)置了獨(dú)立的硬件OVUV/OTUT保護(hù)，并支持休眠模式下的反向喚醒主機(jī)功能。

矽力杰在設(shè)計(jì)過程中對軟件、硬件等方面進(jìn)行優(yōu)化，多類產(chǎn)品功能安全等級達(dá)到ASIL D，有助于延長電動汽車電池使用壽命，增加續(xù)航里程，提高安全可靠性，降低設(shè)計(jì)成本。

此外，矽力杰在工業(yè)儲能方向也有解決方案，其BMS AFE芯片SQ68118、SPI通信收發(fā)器SQ66000提供高精度的電池監(jiān)測和通信功能，高精度電池監(jiān)控器SY689x0系列可適應(yīng)3-6、6-12、9-18節(jié)串聯(lián)電池配置。

比亞迪半導(dǎo)體（有車規(guī)BMS方案）

比亞迪半導(dǎo)體的BMS芯片在電壓、電流和溫度監(jiān)測方面具有較高的精度，廣泛應(yīng)用于比亞迪的新能源汽車產(chǎn)品線。比亞迪新能源汽車在市場上表現(xiàn)優(yōu)異也證明了其BMS芯片的可靠性和性能。

模擬前端芯片BF8915A/B-1，是比亞迪半導(dǎo)體的8-16通道車規(guī)級BMS模擬前端芯片，具有單體電壓測量誤差低于±2mV的高精度，支持回環(huán)菊花鏈通信，并滿足AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。該芯片集成了電壓和溫度測量、自主監(jiān)測、硬件過溫保護(hù)等功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡潔，成本更經(jīng)濟(jì)，在功能安全、均衡電流、性能、可靠性、成本等方面具有顯著優(yōu)勢，是國內(nèi)首款批量裝車應(yīng)用的車規(guī)級BMS AFE芯片。

高壓電池管理系統(tǒng)的隔離通信橋接芯片BF8920A，可作為控制器與比亞迪電池管理芯片（例如BF8915系列）的通信接口，將來自控制器的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成電池管理芯片菊花鏈通信協(xié)議可識別的脈沖，傳輸至電池管理芯片，并將菊花鏈路上電池監(jiān)視BF8920A產(chǎn)生的脈沖解碼成比特流，再發(fā)送回控制器。當(dāng)BF8920A處于低功耗狀態(tài)時，在菊花鏈環(huán)路中偵測到任何異常，可輸出反向喚醒信號用于喚醒處于休眠狀態(tài)的電源系統(tǒng)或控制器。

杰發(fā)科技（有車規(guī)BMS方案）

杰發(fā)科技全系列車規(guī)級MCU芯片已完成新能源汽車動力電池域BMS方案的布局，包括AC7801x平臺、AC7840x平臺和AC7870x平臺。

AC7801x平臺專注于電流傳感器領(lǐng)域，與霍尼韋爾合作，用于電池包內(nèi)電流傳感器等設(shè)備，保障電池系統(tǒng)安全和優(yōu)化續(xù)航，已在多款新能源汽車中使用，出貨量超百萬顆。

中端BMS方案由AC7840x平臺執(zhí)行，可提供較為基礎(chǔ)的電池監(jiān)測和管理功能，包括電壓監(jiān)測、溫度監(jiān)測、充放電控制等，能較好控制成本，適用于較為簡單的電動汽車應(yīng)用場景。AC7840x是杰發(fā)科技符合功能安全I(xiàn)SO 26262 ASIL-B支持AUTOSAR的車規(guī)級MCU芯片，符合AEC-Q100 Grade 1認(rèn)證，信息安全符合SHE標(biāo)準(zhǔn)，支持安全啟動。目前，杰發(fā)科技MCU芯片AC7840x已與多家Tier1廠商就BMS方案達(dá)成合作。

高端BMS系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)都更為復(fù)雜，AC7870x是公司推出的符合功能安全ASIL-D多核高主頻高端MCU芯片，支持鎖步核和Hypervisor，符合國際Evita Full標(biāo)準(zhǔn)，支持國密SM2/3/4算法。搭載AC7870x的高端BMS方案可實(shí)現(xiàn)電池均衡、快充控制、故障診斷、安全保護(hù)等較全面的功能，適用于對性能、安全性和電池壽命有更高要求的高端電動汽車和能源存儲系統(tǒng)。

邁巨微電子（有車規(guī)BMS方案）

邁巨微電子立足于鋰電池管理芯片領(lǐng)域，圍繞電池安全、電池計(jì)算兩個核心技術(shù)能力，提供端到端鋰電池管理系統(tǒng)（BMS）核心芯片及完整系統(tǒng)解決方案。提供全面的BMS解決方案，覆蓋多個應(yīng)用領(lǐng)域，在新能源汽車、兩輪出行、電動工具、工業(yè)儲能、家用儲能和機(jī)器人等領(lǐng)域。

值得一提的是，邁巨微電子提供的AMG86系列單芯片BMS方案實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高集成度，提供了包括模擬采樣前端AFE、純硬件保護(hù)、電量計(jì)、MCU、MOSFET保護(hù)開關(guān)及驅(qū)動、高壓DC-DC模塊等在內(nèi)的全集成SoC芯片及完整系統(tǒng)解決方案。該解決方案具備高精度，其16-bit ADC提供1.5mV的電壓精度，而20-bit ADC則實(shí)現(xiàn)了mA級的電流精度；低功耗，模擬前端的工作電流僅為60uA，而BUCK電路的工作電流僅為2uA，大大延長了電池的待機(jī)時間和整體壽命；支持覆蓋被動均衡和主動均衡技術(shù)的電池均衡功能等特點(diǎn)。

圖：邁巨微電子產(chǎn)品系列，來源：充電頭網(wǎng)

中穎電子

中穎電子的鋰電池管理芯片主要用于手機(jī)、筆電、穿戴、電動自行車、掃地機(jī)及電動工具等諸多應(yīng)用。中穎電子的產(chǎn)品已經(jīng)被國內(nèi)一線安卓手機(jī)品牌大廠廣泛采用，在電動自行車領(lǐng)域，公司鋰電池管理芯片也處于國產(chǎn)芯片市場的領(lǐng)先地位。

其中，動力鋰電池BMS產(chǎn)品方向，中穎電子可以提供兩類產(chǎn)品：一類是采用純模擬保護(hù)芯片為控制器件，這類BMS在功能上相對簡單，但能提供高精度的電壓和電流保護(hù)。如，基于硬件保護(hù)芯片SH367003的電動工具用鋰電池包保護(hù)方案，覆蓋3-4串電池，可以提供±25mV的過壓保護(hù)、±80mV的欠壓保護(hù)、±15mV/Rsense的放電過流保護(hù)，以及300μs內(nèi)完成的負(fù)載短路保護(hù)。又如硬件保護(hù)芯片SH367008，支持保護(hù)11-15串鋰電池Pack，內(nèi)置高精度電壓檢測電路和延時電路進(jìn)行電壓、電流以及溫度的監(jiān)控，還具備平衡功能，保證Pack安全并延長Pack壽命。

另一類則采用帶MCU的保護(hù)芯片為控制器件，這類BMS具備更多的保護(hù)功能和更大的參數(shù)調(diào)整靈活性。如，基于其8051內(nèi)核的MCU產(chǎn)品SH79F329的2到5節(jié)鋰電池BMS方案，適用于電動工具用鋰電池包等，SH79F329還集成了高壓模擬前端。它提供單節(jié)電芯過壓和欠壓保護(hù)、電池包充電截止和放電截止保護(hù)、兩路相互獨(dú)立的溫檢測進(jìn)行高低溫保護(hù)、充放電過流和短路保護(hù)，以及充電平衡功能。

另外，中穎電子的前端采集芯片產(chǎn)品線SH36730，覆蓋了3-5串、6-8串、10串、14串、16串電池，如SH367309是一款5-16串鋰電池BMS用數(shù)字前端芯片，適用于總電壓不超過70V的鋰電池Pack，并集成了豐富的保護(hù)功能。工作在采集模式下，可配合MCU管理鋰電池Pack，同時使能所有保護(hù)功能。

杰華特

杰華特提供高集成度、高精度、功能齊全的電池管理產(chǎn)品，包括AFE：電池監(jiān)控和保護(hù)、充電IC、電池保護(hù)IC，以及電池管理Special IC（高邊驅(qū)動和低邊理想二極管控制IC）等產(chǎn)品。

其中杰華特的AFE：電池監(jiān)控和保護(hù)芯片，可以支持4-16串電池，精確監(jiān)控，實(shí)時提供電池電壓、溫度和充放電電流的數(shù)據(jù)，提高電池的使用率，延長電池的使用壽命，適用于電動工具、吸塵器、兩輪車、園林工具、儲能等電池管理系統(tǒng)。

據(jù)悉，大聯(lián)大世平集團(tuán)推出的基于杰華特的模擬前端芯片JW3376、高側(cè)N溝道FET驅(qū)動器JW3330和國民技術(shù)MCU芯片N32L406的鋰電池管理系統(tǒng)方案應(yīng)用于電動自行車。該方案可對11-16串鋰電池、磷酸鐵鋰電池進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并具有過壓/欠壓保護(hù)、高/低溫保護(hù)、斷路保護(hù)、過流保護(hù)等功能，能有效提高電動自行車電池的安全性和使用壽命。

杰華特的整體業(yè)務(wù)處于快速增長階段，BMS相關(guān)業(yè)務(wù)也隨之不斷發(fā)展。公司不斷加大研發(fā)投入，豐富產(chǎn)品系列，滿足不同客戶的需求，在國內(nèi)市場的份額逐漸擴(kuò)大。

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