新能源產業在全球范圍內的蓬勃發展，其核心科技的不斷創新不僅重塑了能源格局，更深刻地影響了多個關聯領域的發展路徑。這一創新浪潮也為電動工具市場催生出了全新的發展機遇和挑戰。

不同于人人熟知的電動汽車，電動工具涉及更廣泛的應用場景，導致其需求比電動汽車市場更高出一個數量級還多。研究機構EVTank發布的《中國電動工具行業發展白皮書》數據顯示，全球電動工具出貨量為4.7億臺，而全球市場規模為521.6億美元。

對此，Qorvo BMS專家劉明在近日的“2024國際綠色能源生態發展峰會”上，通過題為《智能電池管理方案（BMS）的創新和發展趨勢》的主題演講，深入剖析了Qorvo在電動工具市場，特別是BMS領域的創新焦點。

四類電源產品布局

BMS持續創新突破

Qorvo目前擁有連接與傳感器、高性能模擬（即電源產品）以及先進蜂窩產品這三大類的產品線。通過近年來在電源領域的投入發展和持續創新，特別是在智能電池管理解決方案上取得了一系列重要突破。

Qorvo的BMS解決方案以高度集成的單芯片為核心，獨樹一幟地支持高達20串電芯的精密管理，處于業界領先水平。劉明詳細介紹了Qorvo在電源領域的四類產品，包括PMIC、BMS芯片、馬達驅動芯片和SiC芯片。

高度定制化PMIC：Qorvo PMIC系列允許用戶根據不同應用場景定制電源參數，滿足如SSD、MO-Module供電以及光模塊等領域嚴苛的性能需求，通過可編程功能確保閉環穩定性與電壓調整靈活性。

BMS芯片：Qorvo BMS芯片單顆即可支持最高20串電芯的監控，且具備先進的電池狀態檢測功能，能準確估算SOC（荷電狀態）和SOH（電池健康狀態），確保電池在整個生命周期內的高效利用。

一體化馬達驅動方案：馬達驅動芯片同樣采用一體化設計，將MCU、AFE等功能模塊封裝在一起，大大降低了客戶的設計復雜度和成本，同時提供優異的馬達控制性能，覆蓋從消費級電動工具到專業汽車應用等多個市場。

碳化硅器件技術：Qorvo引入的碳化硅產品線在降低能耗、提高效率方面表現出色。較低的導通阻抗是其最大的產品優勢，電壓范圍從600V到1700V都有覆蓋且已通過車規級認證，尤其適合電動汽車和其他高功率應用。其中內阻最低的一款產品在室溫下能夠低至5.4毫歐。

Qorvo的BMS芯片的設計思路與馬達驅動芯片類似，同樣也集成了Arm-Cortex-M0或M4的MCU，其內置的AFE芯片單顆芯片支持10-20串電芯，最大耐壓能夠達到145V。對于電動工具等相關應用，劉明表示：“只需1顆馬達驅動芯片+1顆BMS芯片，就能滿足客戶的系統設計需求?！?/p>

著眼未來

將有線BMS推向無線化的新紀元

在電動化與節能技術快速發展的大背景下，市場上原本廣泛應用于各類工具設備以及交通工具的傳統內燃機和交流電機正在逐步被更高效、環保的直流無刷電機（BLDC）以及永磁同步電機（PMSM）所取代。與此同時，能源供應方式也開始從傳統的內燃機驅動和交流供電系統，轉換為鋰電池作為主要能源解決方案。為此，Qorvo將BMS芯片當前的研發重點放在了兩個方向：

將fuel gauging算法集成到芯片內部，從而使得MCU能夠更加高效地處理復雜的電池狀態監控任務，實時反饋電池的荷電狀態以及其他關鍵參數。這種集成化設計極大地提高了數據采集和計算的精度與速度，增強了電池的智能化管理水平；

前瞻性地對有線BMS進行無線化，通過MCU內部集成藍牙或Zigbee等無線通信模塊，提升電池管理系統的靈活性與智能化水平。

“越來越多的客戶開始從有線設計轉到了無線設計上”，劉明在演講中指出。Qorvo在峰會現場展出了這款智能BMS產品demo。

Bluetooth通過I2C和BMS相互溝通，將電芯的電量，電壓，電流和溫度實時情況傳輸到PC端；

BMS為Motor board供電，實現整個系統的運轉；

實時更新電芯的狀態，無需有線傳輸；

提供可視化的界面GUI，實時監控電芯的健康狀態。

六大關鍵技術維度

直擊電池管理兩大核心痛點

劉明認為：“在電池相關領域，安全和延長使用時間是兩大核心痛點。” Qorvo從充放電、短路保護、充放電的過流保護、延長使用時間、電池均衡、電池運輸或存儲過程當中的損耗控制這六大功能出發，實現了對電池安全與使用壽命的有效管控和優化。

01 精細化充放電管理

通過精確控制電池充放電過程，避免過度充放電導致的電池性能衰退，延長電池使用壽命；

02 短路保護機制

采用先進的電池管理系統，對短路、過熱、過充、過放等危險情況進行實時監測和預警，確保電池在各種工況下的安全運行；

03 充放電的過流保護

提前告知系統是否存在問題，以便用戶能夠及時采取相應的措施應對；

04 電池實時監控

通過豐富的外設接口，BMS能夠實時監測電池運行過程中的電流（I）、電壓（V）和溫度（T）這三個關鍵參數，并計算出電池的SOC。通過充放電，能夠進一步計算出電池健康狀態的變化。從而幫助用戶采取適當的維護措施，延緩電池老化速度，有效延長電池的使用壽命；

05 電池均衡技術

通過主動或被動均衡方法，減少電池組內單體電池之間的容量差異，保證電池組整體性能的一致性和長久有效性；

06 低功耗休眠

縮小電池在運輸或存儲過程中的損耗，可變相延長電池的使用壽命。在冬眠模式下，最小功耗僅3微安，支持充電喚醒、外部按鍵喚醒和定時喚醒等多種喚醒模式，能夠以超低功耗運行并在必要時快速響應。

“Qorvo的電池管理技術并非孤立存在，而是緊密聯系、相互融合。”劉明強調道。目前Qorvo的技術創新和產品布局已在其眾多應用場景中顯現成效，Qorvo BMS芯片可以通過內部MCU配置相應的過流保護、電池均衡、Fuel gauging算法等，從而為客戶提供更高性能、更有價值的一站式解決方案。

審核編輯：劉清