MCU主要供應商及產品型號

在ADC方面，目前主要的供應商有TI、ADI、ST、瑞薩等，多數是美國廠商，ST雖然有，但產品系列比較少。國內主要有上海貝嶺、思瑞浦、圣邦股份、芯海科技。

在數字隔離方面，主要用在高低壓之間的數字通信，比如在BMS主控板上的高壓采樣與MCU之間的SPI通信，以及采樣板AFE與MCU的SPI通信。主要供應商有ADI、TI、Silicon Labs等。當然，除了使用數字隔離器外，也可以使用光耦、或者變壓器隔離方案。

比較有代表性的BMS芯片

TI高精度電池監控、平衡、保護器

汽車電氣化呈不可逆轉之勢快速發展，BMS系統成為首要核心問題。TI在電動汽車BMS領域頗有建樹，先后發布了符合ASIL D標準的有線BMS和無線BMS解決方案，領先業界。

BQ79614-Q1電路拓撲 圖源：TI

BQ79614-Q1是一款可應用與混合動力、純電動汽車BMS模塊高精度的電池監控器、平衡器和保護器，可對電池溫度實時監控，為避免過熱的情況出現，能自主進行暫停和啟動操作。該芯片工作電壓為12V，可在128μS內迅速為14塊電池進行高精度地電壓監測。

BQ79614-Q1芯片內部集成了前端濾波器和后置ADC低通濾波器。前端濾波器是為了降低成本，能夠在電池輸入電路上使用簡單、低壓的差分RC濾波器。ADC低通濾波器是為了對濾波后的直流電壓進行監測，方便計算出電池的電荷狀態。在該芯片可用于外部熱敏電阻的測量BQ79614-Q1在通信方面可與BQ7600器件相連或直接通過UART接口與MCU完成通信。在通信線線路異常的情況下，MCU可以通過隔離式差分菊花鏈與電池組直接通信。

ST L9963E電池監測保護芯片

意法半導體（ST）引領半導體市場多年，芯片應用橫跨多個領域，也成為了汽車芯片的主要供應商。在汽車領域，為滿足市場及設計需求，推出了L9963E電池監測保護芯片，旨在解決全球包括中國電動汽車共同面臨的電池管理系統設計難題。新產品采用一個獨特的架構，能夠測量4到14個串聯電池單體，樣本信號之間解除同步沒有任何延遲，測試結果證明，雖然可以菊鏈式連接 31個L9963E，但是整鏈延遲仍然不到 4 s。

L9963E 的電壓測量準確度非常高，最大誤差為 ±2 mV，同時還能測量電流，了解每個電池單體的實際容量。此外，該產品的架構確保每個電池單體都有專門的資源用于處理芯片監測到的電數據，而市面同類產品通常在電池單體之間共享數據處理資源。通過為每個單體提供專用處理資源，我們可以提供同步讀數，并可以避免因解除同步而引起的延遲。在菊鏈式網絡結構內，L9963E 還可以通過串行總線通信，帶寬達到2.66 Mbps，而業內帶寬大多數都徘徊在 1 Mbps 左右。因此，讀取和處理 434 個電池單體需要 4 毫秒到 16 毫秒。

EVAL-L9963E-MCU

隨著電動汽車變得越便宜，成本制約因素變得越重要。功能強大但價格太高的芯片會失去大部分吸引力。與眾不同的是，L9963E提供豐富的功能，但是沒有增加裸片尺寸，繼續保持成本效益。此外，傳統的 BMS芯片要求每個電池單體必須并聯一個外部齊納二極管。在組裝過程中，系統無法知道哪個電池單體第一個接觸連接器，而且，這始終是一個隨機事件，因此，每個電池單體上的齊納二極管都要保護電池管理芯片。L9963E采用熱插拔和穩健架構，工程師可以不用這些齊納二極管，從而簡化了印刷電路板布局，降低了總體成本。

ADI 12路電池監視器

據ADI官網顯示，早在2008年就推出了第一款集成式高壓電池堆棧監控器，至今已經迭代更新到第四代，第五代產品還在研發階段。

LTC6811-1框架圖 圖源：ADI

LTC6811-1是ADI的第四代BMS IC，是一款電池組監視器，最高可對12個串聯電池進行電壓檢測，測量精度比ST L9963更高，總測量誤差小于1.2mV，完成12節的電池檢測僅需290μs。LTC6811-1可將多節電池串聯起來，因此該芯片可在高電壓的電池串中完成電池狀態實時監測。該芯片給還具有ISOSPI接口，可實現與器件之間高速的遠程通信。LTC6811-1能將12組電池通過菊花鏈連接，實現多通道通信的功能，監測電池狀態，并根據電池當前狀態進行暫停和啟動操作，該芯片采用隔離式電源供電。

英飛凌 多通道電池監控和均衡系統 IC

英飛凌推出的電池管理IC包括 TLE9012DQU 和 TLE9015DQU 兩個型號，為電池監控和均衡提供經過優化的解決方案。新電池管理IC可實現更高的測量精度與卓越的應用魯棒性，為電池模塊、無模組電池技術及電池底盤一體化技術的電池拓撲結構提供系統解決方案，可讓汽車電池管理系統（BMS）解決方案能夠達到汽車功能安全最高等級ASIL-D的要求，并符合ISO26262標準。

英飛凌的這套IC產品適用于工業級、消費級和汽車級應用，如輕度混合動力電動汽車（MHEV）、混合動力電動汽車（HEV）、插電式混合動力汽車（PHEV）和純電動汽車（BEV），以及儲能系統、兩輪和三輪電動車的電池管理系統等應用，該IC系列產品包括TLE9012DQU和TLE9015DQU兩個型號。

其中，TLE9012DQU是一款多通道電池監控和均衡系統芯片，能夠進行高度精確的電壓測量，以便估算電池充電狀態（SoC）和電池健康狀態（SoH），這也是所有電池管理系統都必須滿足的關鍵要求。

TLE9015DQU是一款電池監控收發器芯片，用于將鋰電池里的多個TLE9012AQU以菊花鏈結構連接起來。通過兩對UART和iso UART接口可支持環型通信，降低成本并提高系統的效率。通過集成故障管理單元，該模塊還可實現雙向信息流。

國產BMS芯片怎么樣了？

目前國內BMS芯片市場規模為每年數十億顆，其中來自國內品牌的份額僅有兩成，能夠用于電動汽車的更是少之又少。大多被國外廠商所壟斷，國內的BMS企業僅僅在此基礎上進行二次開發，包括硬件設計、軟件的搭建。

不過，國內的半導體企業已經在BMS芯片領域有所布局，受新冠影響，2020 年全球 BMS 市場規模增速下降，但我國 BMS 市場仍占據重要地位，據華經產業研究院，2020 年我國 BMS 市場需求規模為 97 億元。未來隨著電動汽車市場規模擴 大和電池效率要求提高，BMS 市場規模有望實現穩定增長，據 Business Wire 估計、前瞻產業研究院整理，2021 年全球 BMS 市場規模預計為 65.12 億美元，至 2026 年預計可達 131 億美元，CAGR 為 15%。據 Mordor Intelligence，2024 年全球電池管理芯片市場規模預計 達 93 億美元，市場空間廣闊。

電動汽車的廢舊電池去哪了？

我國電動汽車銷量自2015年開始放量，隨著保有量不斷增長，截至2022年3月底，全國電動汽車保有量達891.5萬輛，占汽車總量的2.90%。

雖然BMS芯片在不斷的升級換代，能夠更好的優化電池性能，延長電池壽命，可一旦動力電池的容量衰減到80%就必須更換新電池。隨著電動汽車近年來的發展，動力電池退役的數量呈現逐年增長態勢。

2020年，國內累計退役動力電池超過20萬噸，2021年，該數字約為32萬噸，同比增長60%。業內預計，未來2-3年內動力電池將迎來大規模退役潮。到2025年后，每年退役電池數量增長將達百萬量級。

退役電池如何處理，成為電動汽車產業迫在眉睫的發展難題。據統計，目前我國的動力電池回收率僅在10%左右，因此，廢舊動力電池的回收利用需求漸顯迫切。

工業和信息化部、科技部、生態環境部、商務部、市場監管總局近日聯合印發了《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》（以下簡稱《辦法》）。該《辦法》提出，鼓勵梯次利用企業與電動汽車生產、動力蓄電池生產及報廢機動車回收拆解等企業協議合作，加強信息共享，利用已有回收渠道，高效回收廢舊動力蓄電池用于梯次利用。鼓勵動力蓄電池生產企業參與廢舊動力蓄電池回收及梯次利用。

6月17日，生態環境部等七部門聯合發布《減污降碳協同增效實施方案》明確，推動能源供給體系清潔化低碳化和終端能源消費電氣化，到 2030 年，大氣污染防治重點區域電動汽車新車銷量達汽車新車銷量 50%左右。其中，提到“推進退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片等新型廢棄物回收利用”。

據了解，動力電池回收主要有兩大方向——梯次利用、再生利用。在退役的動力電池容量處于20%-80%區間時，梯次利用是首選。當電池容量降至20%及以下，不具備梯次利用價值時，則可以再生利用。

歐洲、美國、日本等國較早發展電動汽車的國家與地區，已經建立起較為完善的動力電池回收體系，同時，越來越多的車企和設備公司開始把退役電池作為儲能設備，為儲能系統提供支持。大眾汽車旗下的斯柯達，雷諾和日產等車企紛紛通過與能源公司合作，讓退役電池在儲能方面發揮著“余熱”。

審核編輯 ：李倩