電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/劉靜）國(guó)家力爭(zhēng)于2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。在這樣的大背景下，儲(chǔ)能近兩年發(fā)展異常迅猛。儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必備組成，而鋰電池儲(chǔ)能是資本活躍度最高的部分。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)EVTank給出的數(shù)據(jù)，2022年全球鋰離子電池總出貨量達(dá)957.7GWh，其中儲(chǔ)能電池出貨量169.3GWh，同比增長(zhǎng)140.3%，儲(chǔ)能電池增速比動(dòng)力電池高出55個(gè)百分點(diǎn)。今年雖然動(dòng)力電池行業(yè)時(shí)常傳出有企業(yè)停產(chǎn)、產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，但儲(chǔ)能電池市場(chǎng)需求還在快速增長(zhǎng)。根據(jù)SMM數(shù)據(jù)，2023上半年全球儲(chǔ)能電池出貨量為87GWh，同比增速高達(dá)122%。

而儲(chǔ)能電池最重要的芯片就是電池管理芯片，它可以精準(zhǔn)采集和監(jiān)控電池內(nèi)部的電流、電壓、溫度等信息，并通過(guò)算法計(jì)算電池的電量狀態(tài)和健康狀態(tài)，以保護(hù)電池、延長(zhǎng)電池壽命、高效利用電池工作。電池管理芯片主要分為電池保護(hù)芯片、電池計(jì)量芯片、充電管理芯片、電池采樣芯片（AFE）、電池均衡芯片這五大類(lèi)。根據(jù)電子發(fā)燒友的整理，目前國(guó)內(nèi)廠商在售的電池管理芯片大多是電池保護(hù)芯片和充電管理芯片，而電池采樣芯片（AFE）能量產(chǎn)并大規(guī)模出貨的國(guó)內(nèi)廠商是很少的。

圖：電子發(fā)燒友網(wǎng)整理

國(guó)內(nèi)廠商或許要提高這一小塊市場(chǎng)的關(guān)注，近年儲(chǔ)能及電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，帶動(dòng)BMS AFE芯片需求連年以雙位增速增長(zhǎng)。根據(jù)QY Research的數(shù)據(jù)，全球BMS AFE芯片銷(xiāo)售額增速在2021年曾高達(dá)50.1%，去年則以29.6%的速度增至876.24百萬(wàn)美元，今年有望突破1000百萬(wàn)美元。以QY Research給出的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，未來(lái)6年全球BMS AFE市場(chǎng)有望連續(xù)保持20%的高速增長(zhǎng)。而中國(guó)將會(huì)是跑得最快的市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2028年中國(guó)BMS AFE市場(chǎng)銷(xiāo)售額增速將達(dá)到45%。


儲(chǔ)能BMS AFE芯片的主要玩家

電池采樣芯片（AFE），它主要負(fù)責(zé)的是實(shí)時(shí)采集電芯電壓、電流、溫度等精確信息，并將這些信息反饋給主控制器，讓主控制器去處理。這也是電池管理系統(tǒng)做出決策的重要依據(jù)來(lái)源。

儲(chǔ)能BMS AFE芯片市場(chǎng)長(zhǎng)期被TI、ADI、NXP、美信等歐美廠商壟斷，2022年單前兩大美企便拿走了全球6成的市場(chǎng)份額。其次是歐洲企業(yè)占據(jù)第二大BMS AFE芯片市場(chǎng)份額。而我國(guó)雖然能提供BMS AFE解決方案的公司很多，能真正能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模出貨的公司是極少的，當(dāng)下BMS AFE芯片國(guó)產(chǎn)化突破尤為重要。

國(guó)內(nèi)廠商這一兩年在BMS AFE研發(fā)上變得比以往更為活躍，新參與者也越來(lái)越多。據(jù)電子發(fā)燒友了解，目前在儲(chǔ)能BMS AFE細(xì)分芯片賽道上，國(guó)內(nèi)廠商主要有智芯微、矽力杰、賽微微電、杰華特、中穎電子、南京集澈、思瑞浦、蘇州坤元微電子、琪埔維半導(dǎo)體、納芯微、云芯微、億通科技、比亞迪半導(dǎo)體等。芯海也在研發(fā)應(yīng)用于儲(chǔ)能的多節(jié)BMS AFE芯片，不過(guò)還沒(méi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。


大廠在高精度、高串?dāng)?shù)上保持領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)廠商積極追趕

ADI在2013年率先推出了一款高性能電池采樣芯片LTC6804，可以測(cè)量多達(dá)12節(jié)串聯(lián)電池的電壓，當(dāng)時(shí)它的采樣精度已經(jīng)做到≤1.2mV，并支持1Mbps隔離isoSPITM及菊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)通訊，睡眠模式電源電流低至4μA。2016年，ADI又推出了同樣采樣精度的電池采樣芯片LTC6811。2018年，ADI的電池采樣芯片在更高串?dāng)?shù)上實(shí)現(xiàn)新的突破，推出了可以測(cè)量15節(jié)電池電壓的電池采樣芯片LTC6811。

此外，ADBMS6830是ADI最新一代的電池采訪(fǎng)芯片，且專(zhuān)為ASIL D的ISO 26262應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，這款產(chǎn)品可測(cè)量電池節(jié)數(shù)進(jìn)一步提高到16節(jié)，最大使用壽命TME±1.8mV，可配置集成低通濾波，可用于高壓電池包的可堆疊架構(gòu)，內(nèi)置iso SPI接口，2Mbps隔離串行通信。不過(guò)在將近10年的迭代中，ADI的電池采樣芯片在采樣精度上也并沒(méi)有提高很多，最新一代產(chǎn)品采樣精度為≤2mV，它更偏向一些微創(chuàng)新。

TI電池采樣芯片也有非常多料號(hào)，迭代創(chuàng)新上更明顯一些。2019年TI發(fā)布了3-6節(jié)電池采樣芯片BQ79606，采樣精度＜1.1mV，可在1ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)堆疊的完整精度測(cè)量（96節(jié)電池），支持隔離式差分菊花鏈通信。此后，在2020年、2021年TI快速迭代電池采樣芯片，將可測(cè)量電池串?dāng)?shù)提高到12串、14串、16串，提高串?dāng)?shù)下，TI也仍保持較好的電池采樣精度。

TI最新的電池采樣芯片是BQ7965x-Q1，可以在不到200μs的時(shí)間內(nèi)提供6串至12串、14串或16串電池模塊的高精度電池電壓測(cè)量，采樣精度達(dá)≤1.5mW。與 BQ7965x-Q1 系列器件的主機(jī)通信可通過(guò)以下方式進(jìn)行連接：器件的專(zhuān)用 UART 接口或通信橋接器件 BQ79600。 此外，隔離的差分菊花鏈通信接口允許主機(jī)通過(guò)單個(gè)接口與整個(gè)電池組進(jìn)行通信。在通信線(xiàn)路中斷的情況下，菊花鏈通信接口可配置為環(huán)形架構(gòu)，允許主機(jī)與堆棧兩端的設(shè)備通信。

NXP也是電池采樣芯片較活躍的廠商，它在2020年就推出了采樣精度領(lǐng)先的≤0.8mV，支持14串電池測(cè)量的電池采樣芯片MC33771B。目前NXP在研發(fā)4-18節(jié)電池的電池采樣芯片MC33774，據(jù)說(shuō)采樣精度也做到≤2mV，并可支持2Mbps隔離菊花鏈或SPI通信。

智芯微現(xiàn)在有12節(jié)的電池采樣芯片SCBM1204，該款產(chǎn)品支持1Mbps串行通信接口，采樣精度是2.2mV，可以在290us完成系統(tǒng)中所有電池測(cè)量。在通信速度以及采樣精度上，智芯微與國(guó)際大廠相比還是存在一定差距的，這款產(chǎn)品的技術(shù)水平可能只是ADI七八年前的水平。

而國(guó)內(nèi)模擬芯片龍頭矽力杰，目前的儲(chǔ)能BMS AFE芯片主要有SQ68118和SQ66000。SQ68118是一款高性能的工業(yè)儲(chǔ)能BMS AFE芯片，可以在-40~125℃環(huán)境溫度下運(yùn)行，最高可支持18串電池監(jiān)測(cè)和被動(dòng)均衡。它內(nèi)置16位ADC可編程測(cè)量，任意通道支持Bus-Bar采樣，電壓采樣精度常溫可以到1mV，全溫度范圍和全電壓供電也能保證5mV測(cè)量精度。

中穎電子的儲(chǔ)能BMS AFE芯片主要是SH36730系列，覆蓋3-5串、6-8串、10串、14串、16串電池。SH367309是中穎電子可支持16串電池的AFE芯片，13-bit VADC用于采集電壓/溫度/電流，16-bit ?-?CADC用于采集電流。較為特別的是，這顆AFE芯片中穎電子還集成了豐富的保護(hù)功能，包括充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、溫度保護(hù)、充放電過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、二次過(guò)充電保護(hù)等。

杰華特在儲(chǔ)能領(lǐng)域也有積極布局，它有面向儲(chǔ)能應(yīng)用的JW3370 AFE芯片。這款產(chǎn)品可用于電池包管理系統(tǒng)，能夠提供多種完備的功能和極優(yōu)的性能，在電動(dòng)工具、兩輪車(chē)、便攜式儲(chǔ)能等鋰電池領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在模擬信號(hào)采集方面，經(jīng)驗(yàn)較豐富的芯?？萍?/u>在近年也開(kāi)始布局儲(chǔ)能市場(chǎng)，現(xiàn)正研發(fā)儲(chǔ)能應(yīng)用的12-18節(jié)BMS AFE芯片。

小結(jié)：

電池采樣芯片不管是動(dòng)力電池領(lǐng)域，還是儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，都有不錯(cuò)的發(fā)展前景，市場(chǎng)也在持續(xù)擴(kuò)容。對(duì)于尋求新增量市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，布局BMS AFE芯片研發(fā)是不錯(cuò)的選擇。但未來(lái)，隨著電動(dòng)化、智能化的進(jìn)一步發(fā)展，BMS AFE芯片對(duì)高精度、高串?dāng)?shù)的要求會(huì)更高，國(guó)產(chǎn)廠商需要具備更強(qiáng)的迭代速度，才能吃到這一市場(chǎng)的紅利。