電子發燒友原創 章鷹

電池管理系統（BMS）就像鋰離子電池組的“大腦”，它監督和協調集團內的每個電池單元，以確保安全高效的運行。模擬前端 （AFE） 是 BMS 中的關鍵組件，該監控芯片具有多個采樣通道，可以監控電壓和溫度以保持電池健康。BMS在智能手機、筆記本電腦、工業、儲能和新能源汽車等眾多領域應用的重要性日益凸顯。

無論是新能源汽車，還是儲能，對BMS來說最關鍵的技術就是電芯參數的采集和防護，即AFE技術。BMS AFE芯片技術門檻很高，由于涉及到產品安全，需要長期深耕。在BMS AFE領域，全球核心模擬前端（AFE） 制造商主要包括ADI、TI、Renesas 和 NXP、Microchip Technology等。前四家合計占據9成的市場份額，能提供車規級的BMS AFE也為數不多，包括TI、ADI、英飛凌、NXP、瑞薩等。

2月18日，上海海思在官方微信宣布，自研BMS AFE芯片正式亮相。本文將集中為工程師分析BMS AFE芯片市場規模，并且為大家匯總四家大廠的BMS AFE芯片新品。

新能源汽車高速增長，帶動車規BMS AFE需求上量

近年來，全球新能源汽車市場滲透率持續增長，國際調研機構Canalys預估2028年全球新能源汽車將達到3000萬輛。近日，Yole Group 旗下的 Yole Intelligence 發布預測，隨著全球新能源汽車在未來的持續滲透，BMS 市場總額將從 2022 年的 50 億美元飆升至 2028 年的近120億美元。在此期間，復合年增長率為 15.6%。到 2028 年，BMS AFE市場將超過20億美元。同年，微控制器市場將增加到約 13 億美元。到 2028 年，所需的各種傳感器應該達到 35 億美元。


在電池管理芯片行業，歐美廠商TI、ADI、瑞薩和NXP占據大頭。但是現在也有國內電池管理芯片企業在消費級和工業級市場的產品已經實現營收和量產，比如杰華特、比亞迪半導體、茂睿芯、創芯微、中微半導體等。但是在車規級BMS AFE市場，中國品牌廠商目前市場份額僅有兩成，車規級BMS芯片基本依賴進口，國產替代空間巨大。

專家表示，AFE是模擬前端，是BMS芯片的重要部件。400V平臺需求8-10顆，單車價值300元左右，800V單車價值量翻倍，這塊目前國產替代率較低。

TI發布支持18串的車規級BMS AFE，為中國本土客戶量身定制

TI作為國際模擬芯片的領先公司之一，在AFE技術領域優勢明顯，產品覆蓋低壓到高壓。比如說，筆記本電腦、醫療與測試設備、便攜式儀表適用的1串~4串BQ40z50-R1，適用兩輪車、基站儲能電池的3串～15串BQ76930，最高6串的車規級BQ756506-Q1，最高18串的車規級BQ79718-Q1。

2023年，TI推出了BQ79718-Q1，此款電池監測器符合功能安全標準，具有非常先進的ADC架構/測量系統，可測量9至18節串聯電池，最多可堆疊35個器件。每節電池均具有專用ADC，精度為±1mV，電池電壓和電池組電流測量同步至64us。

相比德州儀器之前發布的BQ79616-Q1的16節串聯電池監控，BQ79718-Q1支持18節串聯電池的監測，德州儀器應用技術經理表示：“這次產品更新迭代主要三大方面：1、在電池電芯監測上將精度提升至1毫安的數量級，可以對磷酸鐵鋰這樣的電池進行高精度的監測；2、則在功能安全方面。此次新品完全支持 ASIL-D的要求，如冗余設計，錯誤狀態報錯等能力都能滿足客戶在汽車功能安全相關的要求；3、整個方案中電芯監測產品與電池包監測產品實現高精度同步，在設計中準確監測數據，對電池狀態的評估也更加準確，對于汽車剩余里程的計算都有非常大的幫助。”

BQ79718-Q1可以支持400V系統和800V系統，產品以菊花鏈進行通信，能夠更方便傳輸到電池管理單元中進行處理。

英飛凌推出全新TLE9018DQK AFE采集解決方案

2024年，英飛凌推出了全新的TLE9018DQK AFE方案。據悉，英飛凌的AFE采集方案早期主要以TLE9012為主，而這款芯片相比于其他芯片最大的特點就是集成了壓力和溫度補償功能，該功能使得芯片在特殊環境下也能保持良好的采集精度。

TLE9018DQK AFE具備多個功能特點：1、可同時監測18串電池；2、最高耐壓可達120V，ESD功能強，無需外接保護即可支持正面熱插拔（由于其耐壓值高，內部有保護）；3、集成應力傳感器和溫度補償，采用數字補償算法，產品在各種復雜環境下仍能保持較高的采集精度。4、集成8個溫度采集通道；5、被動均衡電路最大可達300mA；6、通訊方式支持電容耦合、變壓器耦合。

上海海思發布高精度BMS AFE！測量精度優于業界15%，打開新成長空間

BMS研發技術門檻高，前些年國內產業鏈不成熟，BMS AFE芯片主要靠進口。隨著新能源汽車市場的蓬勃發展，產業缺芯的背景下，新能源汽車、儲能領域BMS AFE芯片的進口替代，國內企業躍躍欲試。2025年2月18日，上海海思宣布，AP2711 BMS AFE芯片在新能源車高質量發展浪潮的背景下誕生，同步量產配套的AP2710通信橋片。

據海思介紹，由于BMS AFE芯片應用場景復雜，實際運行面臨各種失效問題，在新能源汽車的落地商用中，上海海思聯合國內頭部企業力高新能源聯合創新，結合雙方在芯片設計和板級&系統方面的優勢，攜手打造出色的AP2711 BMS AFE，支持7到14節電池檢測，62通信節點級聯。

AP2711在高低溫條件下，精度典型值優于業界15%，該芯片測量精度達到1.5mV，高精度電流采樣達到千分之五精度，基準溫漂典型值達到3ppm/°C的行業較高水平，關鍵性能比肩行業標桿。整個電池系統，采用一顆配套的AP2710通信橋片即可實現菊花鏈回環架構，支持雙向通信，保障鏈路可靠性。

另外，基于內部車規項目的開發實踐，AP2711還是國產芯片中少有的能夠支持高精度電流采樣功能，無需額外部署專用的電流檢測芯片，簡化板級設計，降低系統成本。上海海思還構建了芯片級應用解決方案，支持客戶快速上市。從客戶端實測反饋來看，該芯片的采集精度、菊花鏈通信、抗浪涌能力、亂序熱插拔等關鍵性能具有強競爭力。

比亞迪半導體推出更新版BF8915A-1，提升精度和通信性能

比亞迪半導體早在2021年就量產了第一代車規級BMS AFE芯片BF8915A-1，該芯片具有16個通道，單體電壓測量誤差低于±3mV、支持回環菊花鏈通信、滿足AEC-Q100標準，它集成了電壓和溫度測量、自主監測、硬件過溫保護等功能于一體，系統設計更簡潔，成本更經濟，在功能安全、均衡電流、性能、可靠性、成本等方面具有顯著優勢，是當時國內首款批量裝車應用的車規級BMS AFE芯片。

據悉，比亞迪后面又推出了更新版的BF8915A-1，進一步提升了其精度，全溫度范圍內精度可達±5mV；通道數仍然是16個；支持級聯，可實現多達數百個電壓信道和溫度信道的同時檢測。單個BF8915B-1具有2個串行差分通信端口，多個 BF8915B-1可通過菊花鏈通信連接，可實現高速率、高抗干擾的局域通信，這種菊花鏈通信可以雙向操作，以確保通信的完整性。