在所有的電子系統中，電池系統無疑是大家都密切關注的。電池系統包括可充電電池本身鋰離子電池以及電池管理系統。電池管理系統又下分了很多子系統，電池管理系統既要能夠大幅度提高電池的使用率，也要對電池的安全性負責。

電池管理系統中采集器與控制器是兩大核心，在采集器這一塊上目前基本上都使用集成AFE，只有少數還在使用很早的分立元件采樣電路。采集器中，模擬前端芯片是相當重要的一環，用來采集電芯電壓和溫度等。

BMS模擬前端的重要性

電池管理系統作為連接電池組和產品其它部件的重要模塊，可以說是一套完整的，集管理、控制、監測為一身的軟硬件綜合系統。采集器在電池包內部，監控電池的狀態，實時采集電池組運行過程中的重要信息，與外部設備如控制器交換信息，解決鋰電池系統中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關鍵問題。

采集器中的關鍵芯片AFE，這一塊國內起步較晚，從市場格局來看基本被國外大廠壟斷，尤其是車規級BMS AFE。ADI的LTC9811、LTC6813，TI的BQ79606、BQ796112、BQ79656，NXP的MC33771、MC33772以及ST的L9963系列、瑞薩的ISL786系列，是目前市場上通用的主流選擇。模擬前端芯片整體上和BMS類芯片被國內大廠壟斷的格局類似，近年來由于半導體市場整體缺貨，BMS模擬前端同樣一芯難求，例如TI的BQ系列截至目前仍舊顯示缺貨狀態。

在這些主流國外大廠大熱的BMS AFE中，可以看到，BMS模擬前端在芯片層面解決了相當一部分的系統穩定性和功能安全的問題。特別是車載應用，很難脫離這些芯片，畢竟在汽車惡劣的浪涌脈沖挑戰下，如果前端設計不好，后面的設計也無從談起。

在國際大廠供貨極度缺乏的形勢下，同時受益于一系列政策的影響，國內不少廠商推出了相應的BMS模擬前端替代產品。現階段，國內終端廠商、鋰電廠商都對BMS AFE芯片的國產替代有著強烈需求。那BMS模擬前端芯片國內實力幾何？

國產BMS模擬前端

總的來看，國內BMS模擬前端芯片在車規級應用上目前尚未形成競爭力。而在消費電子和工業領域，國產芯片勢頭正猛，已經出現了非常多國產品牌。

CHIPWAYS

CHIPWAYS的多節電池組監控器BMS AFE芯片XL8812系列是國內少有的同時滿足AEC-Q100和ISO26262標準的汽車級BMS AFE芯片。XL8812系列可測量4～12節串聯電池，同時還支持多個芯片的串聯。

XL8812系列配置了2路獨立16位ΣΔ ADC，據官網資料12節測量精度在1.5mV，測量時間250us。這個測量精度即便對比國際大廠的主流車規級AFE測量精度也不差。高精度之外是低功耗的設計，整個系列最低電流3uA，另外運用更加優化的算法提供更準確的測量和更先進的電池容量平衡功能。

新唐科技

KA84923UA、KA84933UA、KA84939UA，新唐科技的三款車用BMS AFE，使用獨有的SOI工藝，將器件，功能區隔離，實現完全冗余的測量系統。再加上冗余性高的通訊結構，可以實現安全性和信賴性高的系統，適用于 ISO26262 ASIL-D 的車用電池系統。
系列配置16bits ADC，最高支持20串電池單元，測量精度小于1.5mV，為實現功能安全而使用了冗余測量。高精度的電壓測量不僅可以延長續航里程，因精度的保證范圍寬，鋰電池使用效率也能得到提高。

中穎電子

中穎電子的SH36730x系列動力電源BMS模擬前端芯片，系列共五個料號，支持不同的Cell數，最高可支持16串。10串以下的模擬前端采用了12bits ADC采集電壓溫度，13bits Σ-ΔADC采集電流；10串以下的模擬前端采用了13bits ADC采集電壓溫度，16bits Σ-ΔADC采集電流。這些BMS模擬前端芯片都提供了過充電保護、過放電保護、溫度保護、充放電過流保護、短路保護、二次過充電保護等硬件保護功能，并集成了平衡開關提高電芯一致性。

值得注意的是，在大于10節的模擬前端中兩款中，采集溫度的通道與電壓通道數量比值是3：14和3：16，溫度通道數量可能會不夠用，畢竟除了采集外部的NTC，板內還會有一些模擬信號，溫度采樣通道可能會比較緊張。另外，該系列低功耗設計得很不錯，正常模式下小于70uA，PowerDown模式下小于1uA的功耗競爭力足夠。

奇力科技

內置12bits ADC的VAS5118、內置14bits ADC的VAS5120，奇力科技的BMS AFE內置硬件對電池過壓欠壓、電流過充過放、短路、過溫保護形成微處理器軟件管理之外的保護。系列精度在2mV，最大功耗在1.5uA。AFE集成了電池均衡線路可以優化電池效能與壽命，可支持 2-wires非隔離通信或者3-wires隔離通信，提供了極大的彈性。

集澈電子

集澈電子的DVC10XX系列BMS AFE，電壓傳感通道集成15bits ΣΔADC，電流傳感通道集成16bits ΣΔADC。據悉，DVC10xx系列是采用車規級高壓BCD工藝設計的多節BMS AFE。因為內置了24路被動電池均衡驅動電路，上位機可以同時打開所有電池均衡，而不用擔心影響芯片測量和硬件保護功能。

此外，還有矽力杰、芯海科技、賽微微電子、華泰半導體等企業也在BMS AFE芯片上有所布局。

國產BMS AFE性能對比

對比國內外BMS AFE性能，要承認在性能上國內BMS AFE廠商還是有差距的，從ADI和TI的產品性能上看，即便是整個模擬前端的測量總誤差也不超過1.2mV，這還是沒有考慮通信系統是否穩健。如果只看車規級應用BMS AFE，那國內涉及該類別的廠商更少。BMS AFE芯片技術難度高、附加價值也高，而且功能安全需要達到ASIL-D級，這導致BMS芯片需要設計冗余，以保證失效模式的覆蓋率，進一步加大了芯片的設計難度。

國內廠商目前能提供的車規級BMS AFE不多，從各官網提供的資料性能對比來看，ADC配置上的稍有不同，但在精度上目前是都還不錯，但同樣面臨產能緊張或者性能不穩定等因素。國內BMS AFE芯片，一般在消費電子、小儲能上面先用，到一定的應用量，進一步解決芯片的穩定性的問題再往工業，再往汽車上靠。

寫在最后

BMS中的模擬前端芯片是消費電子、工業控制、新能源汽車領域不可或缺的關鍵元器件，雖然在汽車動力電池領域仍舊極度依賴于進口模擬前端芯片，但在消費電子和工業控制領域市場上已經涌現出非常多的國產品牌芯片，只是在車規級BMS AFE芯片上國產品牌形成競爭力還需時日。