BMS中最重要的芯片
BMS芯片主要分为AFE、MCU、ADC、SBC和隔离芯片几大类。其中，AFE（analogfrontend），中文是模拟前端，而在BMS里，专指“电池采样芯片”，即用来采集电芯电压和温度等。
对BMS来说，芯片选型最重要的非AFE莫属。无论是新能源乘用车，还是储能，BMS技术很关键的技术就是电芯参数的采集与防护，即所谓的AFE技术。因此，可以说，AFE方案直接决定了整个BMS系统方案。
当然，也不是说AFE测量精度高就好了，而是与电量计有关。一般来说，AFE为电量计提供电池的电压、温度和电流读数。
电量计通常采用内部算法运行复杂的计算，它分析电压、电流和温度测量值与存储在其内存中的特定电池模型的关系，然后再将这些测量值转换为SOC和SOH输出。电池模型是通过在不同温度、容量和负载条件下对电池进行表征生成的，它以数学方式定义其开路电压以及电阻和电容组件。基于电池模型，电量计算法能够根据这些参数在不同运行条件下的变化计算出最佳SOC。因此，如果电量计的电池模型或算法不够精确，则无论AFE测量精度多高，计算结果都是不精确的。换言之，采用高精度电量计对BMS的SOC精度影响最大。
目前市面上AFE内部结构大同小异，不同点主要在于硬件资源方面，还有针对功能安全要求所设计的架构形式。体现在参数上，便是采样通道数量、内部ADC的数量、类型与架构。
AFE芯片一般由采集模块、均衡模块和通讯模块等组成，而BMSAFE会根据细分行业不同，有着不同的可靠性、功能、性能、成本、失效率，包括消费电子、储能、电动工具、两轮车、电摩、汽车。
其中，车规级BMSAFE要求最高，除了可靠性，需要的采样率也比较高。因此，车规级BMSAFE属于实力的一种象征。
巨头的不同打法
BMSAFE芯片技术门槛很高，由于涉及到产品安全，需要长期深耕。
在BMSAFE领域，TI（德州仪器）、ADI（亚德诺半导体）、NXP（恩智浦）、瑞萨（Renesas）等巨头非常具备代表性，四家合计占了将近9成的市场份额。而能提供车规级BMS芯片的供应商主要有ADI（AFE产品主要来自收购MAXIM、Linear的产品线）、TI、英飞凌、NXP、瑞萨（AFE产品主要来自收购Intersil的产品线）、ST和ONsemi（安森美）等企业。
TI作为半导体行业大佬，AFE也非常强大，覆盖面也非常广，从低压到高压基本全有。比如说，笔记本电脑、医疗与测试设备、便携式仪表适用的1串~4串BQ40z50-R1，适用两轮车、基站储能电池的3串～15串BQ76930，最高6串的车规级BQ756506-Q1，最高18串的车规级BQ79718-Q1。
ADI的AFE产品线主要来自收购的凌力尔特和美信，方案主要集中在高压电池，包括菊花链和集中式，一般大型储能项目，动力电池项目均适用。比如说，最高18串、菊花链架构典型方案LTC6813，集中式架构的典型方案LTC6811-2。
NXP更侧重汽车动力电池BMS，功能安全等级可以做到ASILD，单颗AFE最高14串，支持级联。
此外，瑞萨的ISL786系列、ST的L9963系列、英飞凌TLE9018DQK等产品均是主流选择。
国际AFE芯片厂商汇总表（部分），图源｜与非研究院
在国外，BMSAFE芯片已经变得非常卷，特别是车规级BMSAFE芯片。芯查查报道显示，目前18通道的AFE芯片成本已经做到2美元，售价不到3美元，预计明年售价会降到2美元以下。而此前18通道AFE芯片售价在8美元以上。
在这种价格之下，国产厂商除非做到更优的价格，否则很难抢占市场。不过，随着越来越多整机厂开始采用国产供应链，BMSAFE芯片正在高速发展，加之导入电化学阻抗谱（ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，EIS）之类的新技术，国产正在逐渐走向光明。
有哪些国产产品？
目前，国内主要玩家包括新唐科技、琪埔维、比亚迪半导体、大唐恩智浦（合资）、矽力杰、杰华特、拓尔微、南京集澈、中颖电子、创芯微、凹凸科技、华泰半导体、比亚迪、航天民芯、赛微微电、集澈电子等。与此同时，也有很多公司正在研发BMSAFE芯片中。
国产AFE芯片厂商汇总表（部分），图源｜与非研究院整理
目前，国内公司的主要战场在于笔记本电脑、电动自行车、电动工具、扫地机器人以及小型储能市场，国内芯片厂商在加紧进行验证测试，正处于成长期。
在车规级产品方面，主要有四家国内公司拥有产品，包括新唐科技、琪埔维、比亚迪半导体、以及大唐恩智浦，此外也有很多国产产品正在过车规。
国产车规级BMSAFE芯片企业及其产品系列，图源｜芯查查
据了解，国内终端厂商、锂电厂商都对国产芯片有着强烈需求，我们会针对头部客户推出其专属的定制化芯片，目前还处于产品的放量阶段，市场需求非常大。
随着国内厂商逐渐跟进，国产也即将开始新一轮的内卷。
参考文献
[1]芯查查：电池管理系统|国产车规级BMSAFE芯片玩家都有谁？.2024.5.20.https://mp.weixin.qq.com/s/5gLEu2whCSSV92-n876vwg
[2]芯小二的下午茶：所有公司都在做BMSAFE.2024.5.4.https://mp.weixin.qq.com/s/KIw_UBj9TWD7LSjN-s2NAg
[3]芯片投资进阶：BMS芯片，钱少活多的锂电池贴身管家.2023.11.7.https://mp.weixin.qq.com/s/hzlvk-cog-X1Gi7Aw0JazQ
[4]小锋BMS：关于BMS中AFE的概述.2022.12.10.https://mp.weixin.qq.com/s/xnyLjwv2BwZLn21ghINPdA
[5]芯查查资讯：18通道车规级BMSAFE只需要2.X美元，国产企业还有机会吗？.2023.11.14.https://mp.weixin.qq.com/s/AuZ2IVsHcN8XcIuEu2KttQ
[6]ArrowSolution：BMS常用的几种电芯采集方案以及基于英飞凌新款TLE9018DQK的AFE采集方案.2023.12.21.https://mp.weixin.qq.com/s/3SEBxN_ztHIthqG9Jg5htQ
[7]NE时代新能源：一文概览车载BMS芯片市场.2024.1.18.https://mp.weixin.qq.com/s/K-qkroqCxxQa3dlv7wYlWQ
[8]芯八哥：电池管理芯片的市场竞争格局及产业机会.2023.1.30.https://mp.weixin.qq.com/s/I94WRL1HJLEq-0zeCf-jNg
[9]半导体投资联盟：国内厂商纷纷加码电池管理芯片，谁能率先攻克车规级BMS芯片难关？.2022.2.28.https://mp.weixin.qq.com/s/ScVyE7LbHMWns8KkQVCcqA
[10]与非网eefocus：产研：艰难的替代——国产车规级AFE芯片.2024.4.7.https://mp.weixin.qq.com/s/FP0A4eF_0_N21_zUNWkKPQ
[11]MPS：优化充电状态(SOC)精度和电池管理系统设计.https://www.monolithicpower.cn/cn/optimizing-state-of-charge-accuracy-and-battery-management-system-design
