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  BMS芯片主要廠商在歐美

  在BMS芯片中，可供選擇的AFE并不多。我們能接觸到的AFE內(nèi)部結(jié)構(gòu)大同小異，不同點在于采樣通道數(shù)、內(nèi)部ADC的數(shù)量、類型和架構(gòu)。

  AFE的主要供應商有ADI、TI、ST、松下、NXP和瑞薩。其中ADI的產(chǎn)品線主要來自收購的凌力爾特和美信(2019年，ADI收購凌力爾特后，和通用汽車等整車企業(yè)合作研發(fā)無線 BMS，推出了無線 BMS 系統(tǒng)與平臺，在電池生產(chǎn)至回收的全周期內(nèi)檢測電池數(shù)據(jù)并分析，使動力電池價值最大化)，瑞薩的產(chǎn)品主要來自收購來的Intersil。AFE產(chǎn)品的供應商主要是國外的企業(yè)，國內(nèi)目前沒看到有哪家廠商提供AFE芯片。

  從MCU方面來看，供應商主要有TI、ST、NXP、英飛凌、瑞薩等。目前國內(nèi)也有很多MCU廠商都在積極布局車規(guī)級產(chǎn)品，如中穎電子、兆易創(chuàng)新、北京君正、芯?？萍?、國民技術(shù)、紫光國微、納思達、樂鑫科技、博通集成、復旦微電、上海貝嶺、晶豐明源等等。

  在ADC方面，目前主要的供應商有TI、ADI、ST、瑞薩等，多數(shù)是美國廠商，ST雖然有，但產(chǎn)品系列比較少。國內(nèi)主要有上海貝嶺、思瑞浦、圣邦股份、芯?？萍肌?/span>

在數(shù)字隔離方面，主要用在高低壓之間的數(shù)字通信，比如在BMS主控板上的高壓采樣與MCU之間的SPI通信，以及采樣板AFE與MCU的SPI通信。主要供應商有ADI、TI、Silicon Labs等。當然，除了使用數(shù)字隔離器外，也可以使用光耦、或者變壓器隔離方案。

  比較有代表性的BMS芯片

  TI高精度電池監(jiān)控、平衡、保護器

汽車電氣化呈不可逆轉(zhuǎn)之勢快速發(fā)展，BMS系統(tǒng)成為首要核心問題。TI在電動汽車BMS領域頗有建樹，先后發(fā)布了符合ASIL D標準的有線BMS和無線BMS解決方案，領先業(yè)界。

  ST L9963E電池監(jiān)測保護芯片

  意法半導體(ST)引領半導體市場多年，芯片應用橫跨多個領域，也成為了汽車芯片的主要供應商。在汽車領域，為滿足市場及設計需求，推出了L9963E電池監(jiān)測保護芯片，旨在解決全球包括中國電動汽車共同面臨的電池管理系統(tǒng)設計難題。新產(chǎn)品采用一個獨特的架構(gòu)，能夠測量4到14個串聯(lián)電池單體，樣本信號之間解除同步?jīng)]有任何延遲，測試結(jié)果證明，雖然可以菊鏈式連接 31個L9963E，但是整鏈延遲仍然不到 4 s。

  L9963E 的電壓測量準確度非常高，最大誤差為 ±2 mV，同時還能測量電流，了解每個電池單體的實際容量。此外，該產(chǎn)品的架構(gòu)確保每個電池單體都有專門的資源用于處理芯片監(jiān)測到的電數(shù)據(jù)，而市面同類產(chǎn)品通常在電池單體之間共享數(shù)據(jù)處理資源。通過為每個單體提供專用處理資源，我們可以提供同步讀數(shù)，并可以避免因解除同步而引起的延遲。在菊鏈式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)內(nèi)，L9963E 還可以通過串行總線通信，帶寬達到2.66 Mbps，而業(yè)內(nèi)帶寬大多數(shù)都徘徊在 1 Mbps 左右。因此，讀取和處理 434 個電池單體需要 4 毫秒到 16 毫秒。

  EVAL-L9963E-MCU

隨著電動汽車變得越便宜，成本制約因素變得越重要。功能強大但價格太高的芯片會失去大部分吸引力。與眾不同的是，L9963E提供豐富的功能，但是沒有增加裸片尺寸，繼續(xù)保持成本效益。此外，傳統(tǒng)的 BMS芯片要求每個電池單體必須并聯(lián)一個外部齊納二極管。在組裝過程中，系統(tǒng)無法知道哪個電池單體第一個接觸連接器，而且，這始終是一個隨機事件，因此，每個電池單體上的齊納二極管都要保護電池管理芯片。L9963E采用熱插拔和穩(wěn)健架構(gòu)，工程師可以不用這些齊納二極管，從而簡化了印刷電路板布局，降低了總體成本。

  ADI 12路電池監(jiān)視器

  據(jù)ADI官網(wǎng)顯示，早在2008年就推出了第一款集成式高壓電池堆棧監(jiān)控器，至今已經(jīng)迭代更新到第四代，第五代產(chǎn)品還在研發(fā)階段。

  LTC6811-1框架圖 圖源：ADI

  LTC6811-1是ADI的第四代BMS IC，是一款電池組監(jiān)視器，最高可對12個串聯(lián)電池進行電壓檢測，測量精度比ST L9963更高，總測量誤差小于1.2mV，完成12節(jié)的電池檢測僅需290μs。LTC6811-1可將多節(jié)電池串聯(lián)起來，因此該芯片可在高電壓的電池串中完成電池狀態(tài)實時監(jiān)測。該芯片給還具有ISOSPI接口，可實現(xiàn)與器件之間高速的遠程通信。LTC6811-1能將12組電池通過菊花鏈連接，實現(xiàn)多通道通信的功能，監(jiān)測電池狀態(tài)，并根據(jù)電池當前狀態(tài)進行暫停和啟動操作，該芯片采用隔離式電源供電。

  英飛凌 多通道電池監(jiān)控和均衡系統(tǒng) IC

  英飛凌推出的電池管理IC包括 TLE9012DQU 和 TLE9015DQU 兩個型號，為電池監(jiān)控和均衡提供經(jīng)過優(yōu)化的解決方案。新電池管理IC可實現(xiàn)更高的測量精度與卓越的應用魯棒性，為電池模塊、無模組電池技術(shù)及電池底盤一體化技術(shù)的電池拓撲結(jié)構(gòu)提供系統(tǒng)解決方案，可讓汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)解決方案能夠達到汽車功能安全最高等級ASIL-D的要求，并符合ISO26262標準。

  英飛凌的這套IC產(chǎn)品適用于工業(yè)級、消費級和汽車級應用，如輕度混合動力電動汽車(MHEV)、混合動力電動汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)和純電動汽車(BEV)，以及儲能系統(tǒng)、兩輪和三輪電動車的電池管理系統(tǒng)等應用，該IC系列產(chǎn)品包括TLE9012DQU和TLE9015DQU兩個型號。

  其中，TLE9012DQU是一款多通道電池監(jiān)控和均衡系統(tǒng)芯片，能夠進行高度精確的電壓測量，以便估算電池充電狀態(tài)(SoC)和電池健康狀態(tài)(SoH)，這也是所有電池管理系統(tǒng)都必須滿足的關鍵要求。

  TLE9015DQU是一款電池監(jiān)控收發(fā)器芯片，用于將鋰電池里的多個TLE9012AQU以菊花鏈結(jié)構(gòu)連接起來。通過兩對UART和iso UART接口可支持環(huán)型通信，降低成本并提高系統(tǒng)的效率。通過集成故障管理單元，該模塊還可實現(xiàn)雙向信息流。