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随着电动汽车、智能设备和可再生能源存储系统的快速发展，对电池性能、安全性和寿命的要求日益提高。电池管理系统（Battery Management System, BMS）作为确保电池安全、稳定运行的关键技术，其需求也随之增长。
BMS的主要功能包括实时监测电池状态（如电压、电流、温度等）、控制电池充放电过程、评估电池健康状况、平衡电池单元、预测电池寿命及保护电池免受不利条件影响，以及通信管理等。
图，新能源汽车电池管理系统（BMS）结构图，数源：kknews
BMS中的主要芯片包括：
模拟前端芯片（AFE）：作为BMS的核心芯片，在BMS中专指电池采样芯片，实现电芯电压、温度等信息采集、状态监测、支持电池均衡功能等。AFE是包含传感器接口、模拟信号调理电路、模拟多路开关、采样保持器、ADC、数据缓存以及控制逻辑等部件的集成组件。有些AFE还带有MCU、DAC和多种驱动电路。
计算单元（如MCU）：作为BMS的核心计算和控制单元，负责处理来自AFE的数据信息，进行电池状态监测、控制算法执行、故障诊断、通信管理等功能。
隔离电路：实现高低压模块间电气隔离，可以将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。如在BMS主控板上的高压采样与MCU之间的SPI通信。
ADC模数转换器：将BMS中的模拟信号进行量化，生成能够用数字表征的信号幅值。可以是分立存在的，也可以集成在AFE或MCU中。
电池均衡模块：因满充容量不同、SOC不同、内阻不同、以及一些外部因素等原因会导致的各节电池电压不相等，尤其在充电末端和放电末端时表现明显。均衡模块的主动均衡是通过把电量最多的那节电芯多的电量转移给电量最少的那节电芯；而被动均衡则是把电量最多的那节电芯多出来的电量通过电阻发热消耗掉。BMS均衡功能的实现主要靠AFE，它里面集成了均衡控制开关以及相关逻辑电路，给用户提供了丰富的诊断和控制接口。
长期以来，我国BMS芯片依赖进口，尤其是车规级AFE、ADC、MCU和隔离芯片。德州仪器、ADI、恩智浦和瑞萨等巨头，占据了绝大部分的市场份额。但随着中国新能源产业的快速壮大，以及各类政策鼓励，越来越多的本土芯片厂商已然入局BMS市场。
本文与非网详细梳理了10家本土半导体厂商在BMS市场的解决方案：
琪埔维半导体（有车规BMS方案）
琪埔维半导体（CHIPWAYS）是国内率先面向新能源汽车能够提供动力电池管理系统一站式芯片套片组的车规芯片设计公司，其自主研发的车规级32位MCU（ASIL-B）、BMS AFE（ASIL-C/D）、车规级霍尔传感器等芯片均已成功在国内十余家主机厂的多款车型上车量产，在汽车电子车身控制和动力电池管理领域上取得领先优势。琪埔维半导体的BMS解决方案可以应用在电动汽车、基站后备电源、储能电站、高功率电动工具、便携式设备、工业/服务机器人等领域。
公司可以为客户提供BMS如下套片组合，并可在产品开发上提供完整的软件配套开发工具。
车规级BMS AFE模拟前端采样芯片（ASIL C/D），如XL88xx系列通过ISO 26262功能安全最高等级ASIL D产品认证，性能指标达到国际领先水平，单芯片支持4-18串电池采样，典型采样精度±1mV，全温度范围±3mV，支持休眠监控、反向唤醒、双向通讯，任意通道支持Bus bar，系列化封装兼容，可灵活搭配。XL88xx系列芯片兼具高精度、高安全和低功耗的特点，能够全方位实时监控电池工作状态，并及时反馈给电池管理系统，为动力电池管理保驾护航，保障车辆安全运行。
车规级BMS数字隔离通讯接口芯片，如XL8820系列是同时满足AEC-Q100汽车可靠性标准和ISO 26262汽车功能安全标准的车规级隔离式通信接口芯片，采用匹配的电流源和电流沉来驱动差分信号，从而免除了增设变压器中心抽头，并降低了EMI。
车规级32位微控制器MCU芯片（ASIL B）等，如微控制器XL6601系列是同时满足AEC-Q100和ISO 26262 ASIL B功能安全标准的高性能汽车级微控制器芯片，基于32位ARM Cortex-M3内核，兼顾低功耗和高性能，最大支持4MB Flash, 64KB RAM，256KB Data Flash，2路独立ADC，具有丰富的接口SPI、IIC、UART、LIN、高速CAN（可达6M bps）等，支持Autosar 4.3，广泛应用于车身控制、智能座舱和BMS领域。
矽力杰（有车规BMS方案）
矽力杰致力于全面布局BMS领域并开发创新型产品，充分利用新型技术突破：电芯监测、高压检测、电流检测、隔离监测和高压互锁等，推出汽车BMS方案，包含10大类共计15种产品解决方案。
图源：矽力杰
其中AFE芯片SA63122是一款18串电池监测器和被动均衡器，工作电压范围为12V-80V。它具有16位MAIN ADC，带有可编程测量时隙（典型157μs），能够测量18通道电池组和母线电压，精度达到±1mV。此外，它还集成了N FET用于电池被动均衡，每通道最大均衡电流为300mA。该芯片还内置了独立的硬件OVUV/OTUT保护，并支持休眠模式下的反向唤醒主机功能。
矽力杰在设计过程中对软件、硬件等方面进行优化，多类产品功能安全等级达到ASIL D，有助于延长电动汽车电池使用寿命，增加续航里程，提高安全可靠性，降低设计成本。
此外，矽力杰在工业储能方向也有解决方案，其BMS AFE芯片SQ68118、SPI通信收发器SQ66000提供高精度的电池监测和通信功能，高精度电池监控器SY689x0系列可适应3-6、6-12、9-18节串联电池配置。
比亚迪半导体（有车规BMS方案）
比亚迪半导体的BMS芯片在电压、电流和温度监测方面具有较高的精度，广泛应用于比亚迪的新能源汽车产品线。比亚迪新能源汽车在市场上表现优异也证明了其BMS芯片的可靠性和性能。
模拟前端芯片BF8915A/B-1，是比亚迪半导体的8-16通道车规级BMS模拟前端芯片，具有单体电压测量误差低于±2mV的高精度，支持回环菊花链通信，并满足AEC-Q100标准。该芯片集成了电压和温度测量、自主监测、硬件过温保护等功能，系统设计更简洁，成本更经济，在功能安全、均衡电流、性能、可靠性、成本等方面具有显著优势，是国内首款批量装车应用的车规级BMS AFE芯片。
高压电池管理系统的隔离通信桥接芯片BF8920A，可作为控制器与比亚迪电池管理芯片（例如BF8915系列）的通信接口，将来自控制器的数据信息转换成电池管理芯片菊花链通信协议可识别的脉冲，传输至电池管理芯片，并将菊花链路上电池监视BF8920A产生的脉冲解码成比特流，再发送回控制器。当BF8920A处于低功耗状态时，在菊花链环路中侦测到任何异常，可输出反向唤醒信号用于唤醒处于休眠状态的电源系统或控制器。
杰发科技（有车规BMS方案）
杰发科技全系列车规级MCU芯片已完成新能源汽车动力电池域BMS方案的布局，包括AC7801x平台、AC7840x平台和AC7870x平台。
AC7801x平台专注于电流传感器领域，与霍尼韦尔合作，用于电池包内电流传感器等设备，保障电池系统安全和优化续航，已在多款新能源汽车中使用，出货量超百万颗。
中端BMS方案由AC7840x平台执行，可提供较为基础的电池监测和管理功能，包括电压监测、温度监测、充放电控制等，能较好控制成本，适用于较为简单的电动汽车应用场景。AC7840x是杰发科技符合功能安全ISO 26262 ASIL-B支持AUTOSAR的车规级MCU芯片，符合AEC-Q100 Grade 1认证，信息安全符合SHE标准，支持安全启动。目前，杰发科技MCU芯片AC7840x已与多家Tier1厂商就BMS方案达成合作。
高端BMS系统的方案设计和功能实现都更为复杂，AC7870x是公司推出的符合功能安全ASIL-D多核高主频高端MCU芯片，支持锁步核和Hypervisor，符合国际Evita Full标准，支持国密SM2/3/4算法。搭载AC7870x的高端BMS方案可实现电池均衡、快充控制、故障诊断、安全保护等较全面的功能，适用于对性能、安全性和电池寿命有更高要求的高端电动汽车和能源存储系统。
迈巨微电子（有车规BMS方案）
迈巨微电子立足于锂电池管理芯片领域，围绕电池安全、电池计算两个核心技术能力，提供端到端锂电池管理系统（BMS）核心芯片及完整系统解决方案。提供全面的BMS解决方案，覆盖多个应用领域，在新能源汽车、两轮出行、电动工具、工业储能、家用储能和机器人等领域。
值得一提的是，迈巨微电子提供的AMG86系列单芯片BMS方案实现了业界最高集成度，提供了包括模拟采样前端AFE、纯硬件保护、电量计、MCU、MOSFET保护开关及驱动、高压DC-DC模块等在内的全集成SoC芯片及完整系统解决方案。该解决方案具备高精度，其16-bit ADC提供1.5mV的电压精度，而20-bit ADC则实现了mA级的电流精度；低功耗，模拟前端的工作电流仅为60uA，而BUCK电路的工作电流仅为2uA，大大延长了电池的待机时间和整体寿命；支持覆盖被动均衡和主动均衡技术的电池均衡功能等特点。
图：迈巨微电子产品系列，来源：充电头网
中颖电子
中颖电子的锂电池管理芯片主要用于手机、笔电、穿戴、电动自行车、扫地机及电动工具等诸多应用。中颖电子的产品已经被国内一线安卓手机品牌大厂广泛采用，在电动自行车领域，公司锂电池管理芯片也处于国产芯片市场的领先地位。
其中，动力锂电池BMS产品方向，中颖电子可以提供两类产品：一类是采用纯模拟保护芯片为控制器件，这类BMS在功能上相对简单，但能提供高精度的电压和电流保护。如，基于硬件保护芯片SH367003的电动工具用锂电池包保护方案，覆盖3-4串电池，可以提供±25mV的过压保护、±80mV的欠压保护、±15mV/Rsense的放电过流保护，以及300μs内完成的负载短路保护。又如硬件保护芯片SH367008，支持保护11-15串锂电池Pack，内置高精度电压检测电路和延时电路进行电压、电流以及温度的监控，还具备平衡功能，保证Pack安全并延长Pack寿命。
另一类则采用带MCU的保护芯片为控制器件，这类BMS具备更多的保护功能和更大的参数调整灵活性。如，基于其8051内核的MCU产品SH79F329的2到5节锂电池BMS方案，适用于电动工具用锂电池包等，SH79F329还集成了高压模拟前端。它提供单节电芯过压和欠压保护、电池包充电截止和放电截止保护、两路相互独立的温检测进行高低温保护、充放电过流和短路保护，以及充电平衡功能。
另外，中颖电子的前端采集芯片产品线SH36730，覆盖了3-5串、6-8串、10串、14串、16串电池，如SH367309是一款5-16串锂电池BMS用数字前端芯片，适用于总电压不超过70V的锂电池Pack，并集成了丰富的保护功能。工作在采集模式下，可配合MCU管理锂电池Pack，同时使能所有保护功能。
杰华特
杰华特提供高集成度、高精度、功能齐全的电池管理产品，包括AFE：电池监控和保护、充电IC、电池保护IC，以及电池管理Special IC（高边驱动和低边理想二极管控制IC）等产品。
其中杰华特的AFE：电池监控和保护芯片，可以支持4-16串电池，精确监控，实时提供电池电压、温度和充放电电流的数据，提高电池的使用率，延长电池的使用寿命，适用于电动工具、吸尘器、两轮车、园林工具、储能等电池管理系统。
据悉，大联大世平集团推出的基于杰华特的模拟前端芯片JW3376、高侧N沟道FET驱动器JW3330和国民技术MCU芯片N32L406的锂电池管理系统方案应用于电动自行车。该方案可对11-16串锂电池、磷酸铁锂电池进行实时监测，并具有过压/欠压保护、高/低温保护、断路保护、过流保护等功能，能有效提高电动自行车电池的安全性和使用寿命。
杰华特的整体业务处于快速增长阶段，BMS相关业务也随之不断发展。公司不断加大研发投入，丰富产品系列，满足不同客户的需求，在国内市场的份额逐渐扩大。
芯海科技
芯海科技的BMS解决方案在易用性方面表现突出，提供了一站式的开发工具包，包括开发板、通信盒和上位机等以及开发文档。其APG工具和CHEMID库进一步增强了BMS的易用性和适配性。
单串BMS电量计芯片CBM8560可以实现电池在充放电状态下的电压、电流和温度的监测，性能指标超越业界主流产品，具有算力更强、精度更高、可靠性更强的产品特色，用于消费类锂电池的电池健康度、电池剩余电量的测量，广泛运用于手机、电脑平板、数码产品等领域。
BMS电量计芯片CBM8580是基于2-4节串联锂离子或锂聚合物电池组的单芯片全集成方案，体现了芯海科技在“ADC+MCU”的数模混合领域的技术优势，利用其集成的高性能模拟外设，测量锂电池的可用容量、电压、电流、温度和其他关键参数，具备高精度电量检测和估算功能，能够实时监控电池状态，确保电池的健康使用。在笔记本电脑、电动工具等应用场景中获得了较多客户的认可。
另外，芯海科技面向商业储能和动力电池车规级BMS产品研发也在顺利推进。
赛微微电
赛微微电的产品主要锚定电池和电源管理芯片，可以为消费类电子产品提供完整的电池安全保护、电池计量以及充放电管理芯片；为电动工具、智能家电以及轻型电动车辆提供全套的电池主保护和次级保护方案，包括各种同口、异口、级联、平台化和认证方案。
电池安全芯片：为电池提供全方位的电压、电流和温度保护，产品采用创新架构，保护精度高，功耗低。如CW1164 系列产品是一款高度集成的13~16串锂电池保护芯片，适用于锂离子、磷酸铁锂、锂聚合物以及钠离子电池包，为电池包提供过充、过放、充放电过流、断线、充放电高低温保护以及均衡功能，并支持电子锁功能。 CW1164 提供独立的充电检测与控制端子，支持理想二极管应用，同时支持充电禁止放电功能，满足各类应用需求。
电池计量芯片：如CW2215B是一款适用于穿戴设备的超低功耗锂电池电量计芯片。芯片监测电池在充放电状态下的电压，电流和温度，运行专利“FastCali”电量计算法，结合电池建模信息，可准确计算电池的剩余电量。具有静态功耗低、外围器件少的特点。
充电管理芯片：按功能主要可分为充电管理芯片、负载开关芯片、限流开关芯片、DC/DC转换器和线性稳压器等，可广泛应用于各种工业电子及消费电子终端产品中。如CW6308AAAC是一款高精度线性充电器IC，320mA线性充电器带电源路径管理，支持1mA截止电流和300nA运输模式，适用于使用单节锂离子/聚合物电池的可穿戴设备和物联网设备。
灵矽微电子
灵矽微电子成立于2018年，是一家专注于ADC和BMS AFE等高技术壁垒产品的研发、设计和销售的专精特新企业，是国内少有的BMS AFE厂商，产品将由工业逐渐向储能、新能源汽车拓展。
BMS AFE领域，目前灵矽微电子已经推出5、7、14、21串四大系列产品，由于内置14/16bit 高精度ADC，能够让电池的电压和电流测量精度提高五倍；该系列产品还支持充电器检测和预放电MOS驱动，当电池出现放电过流时，驱动MOSFET切断回路更加快速，能够让两级放电过流保护更加安全。此外，该系列产品能够实时计算电池电量并监控电池老化，以避免电池发生过充、过放、过流和过温的情况出现。
灵矽微电子面向工业场景的BMS AFE系列产品从2022年开始就已经实现量产，四大系列产品中最有特色是21串的LS76945芯片，可检测电压范围1.5-5V，一颗芯片等效TI BQ76930两颗，可以在很大程度上帮客户节省成本，广泛应用于小型储能、便携式储能、电动工具、电动两轮车等。另外，灵矽微电子还推出了第二代高精度BMS AFE产品LS76958，支持10-16串电池节数，可检测电压范围1-5V，具有16bit电压测量ADC，18bit电流测量ADC（采用电容交换复位技术确保ADC高精度），适用于户外电源和基站储能等场景。
写在最后
本土厂商目前在手机、电脑、智能家电等消费电子，电动工具、储能等工业领域的BMS解决方案上已经实现一定突破，性能靠齐国际水平。但在车规级BMS解决方案上，尤其是在技术难度最高、附加价值最高的BMS AFE芯片方面，本土厂商的突破者较少。
随着电动汽车和储能市场的持续增长，BMS芯片的需求预计将进一步扩大。同时，BMS解决方案的技术创新在持续向高集成度、高精度、低功耗、微型化和智能化方向发展，产业附加价值持续提升。此外，国产替代的趋势还在加速演进，本土厂商在BMS芯片行业将迎来巨大的发展机遇。
