AFE是模数混合芯片,综合了ADC采样、电源管理、信号处理等技术,于是ADC、电源、MCU行业人员也加入研发AFE芯片,国内的AFE新势力很多都有在国际品牌工作过的经历。
与纯硬件方案不同,AFE芯片核心功能在于高精度采集电池电压、电流、温度数据,支持电池均衡控制,为 SOC/SOH 算法提供基础数据。以下类比仅作参考。
网上搜到一份国内外BMS厂家的AFE名单,是个不错的参考。部分内容有变动,还有部分厂家未列入其中,请大家自行核实。
在BMS电路设计之前,需要先确认产品属于哪个应用场景,消费级、工业级和车规级产品对设计的要求是不同的。以下表格仅供参考。
BMS芯片选型需要重点关注几个关键技术参数:(1)测量精度与范围(应用场景的精度要求和电池串数);(2)功耗特性(多种电源模式,梯度管理);(3)通信接口与速率(菊花链、SPI等,可靠性要求);(4)均衡功能与效率(均衡电流大小,均衡策略);(5)功能安全与认证(汽车电子领域,AEC-Q100和ISO26262)
影响精度的关键因素主要包括:
(1)硬件设计:分压电阻精度(±0.1%:±0.5mV,±1%:5mV);ADC分辨率与架构(5V/2^12 :1.22mV,不考虑温漂和噪声);通道匹配性(多通道电芯间采样偏差±2mV,避免误判不均衡)
(2)软件算法:校准与补偿(基准电压自校准/温度补偿,±20mV:±5mV);数字滤波(滑动平均/卡尔曼滤波抑制噪声)
(3)应用环境:温度范围(范围内精度良好,范围外梯度误差);动态响应(高速采样和动态补偿消除大电流充放电影响)
在选择BMS芯片厂商时,除了技术参数外,还应考虑:(1)价格与成本;(2)技术支持与服务;(3)供货稳定性;(4)本地化服务;(5)长期合作意愿;
通过分级设计,BMS 芯片在不同场景中实现了性能、成本与可靠性的最优平衡,推动新能源产业向更高效率、更安全的方向发展。
近年来,高精度测量、电化学阻抗谱(EIS)、无线BMS、主动均衡芯片等新型技术正在继续挖掘中,都是为了提升电芯使用的高效性、可靠性和安全性。