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BMS芯片，迎来更多入局者

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BMS芯片，迎来更多入局者

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BMS芯片，迎来更多入局者

BMS 芯片 ， 作为电池管理系统的核心 ， 承担着监控电池状态、保障电池安全、延长电池寿命等关键任务 。 它就像是一位默默守护电池健康的 “卫士” ， 时刻关注着电池的电压、电流、温度等参数 ， 确保电池在安全可靠的范围内运行 。
近年来 ， BMS 芯片市场呈现出一片火热的景象 。 越来越多的企业看到了这个领域的巨大潜力 ， 纷纷加入战局 。 据了解 ， 加上即将入局的玩家 ， 已经超过了50多家国产厂商进入这一赛道 。
01BMS芯片是什么？
BMS 电池管理系统是电池 pack 的核心组成部分 。 BMS 系统可实现智能化 管理及维护各个电池单元 ， 防止电池出现过充电和过放电 ， 并延长电池的使用寿 命及监控电池状态 。 BMS 系统是电池中关键零部件 ， 其主要由硬件电路、底层软件和应用层软件组成 。 BMS 中主要用到的芯片有 AFE、电量计、MCU、ADC、隔离芯片等 。

典型的BMS架构框图（来源：TI）
模拟前端芯片（AFE）
AFE 芯片为 BMS 核心芯片 。 其中 ， AFE 模拟前端芯片（在 BMS 中专指电池采样芯片） ， 用来采集电芯电压和温度等信息 ， 同时还要支持电池的均衡功能 ， 通常来说芯片会集成被动均衡功能 。 电量计 ， 用于确定可充电电池中的剩余电量以及在特定工作条件下电池还能持续供电的时间 ， 部分场合会集成于 AFE 之中 。
AFE原厂有亚德诺、德州仪器、意法半导体、松下、恩智浦、瑞萨、微芯、MPS、比亚迪半导体、琪埔维、大唐恩智浦、矽力杰、芯海、圣邦、赛微微电、中颖、鹏申科技、杰华特、力芯微、希荻微、华泰半导体、芯祥科技等 。
计算单元（MCU）
MCU（Microcontroller Unit）作为BMS的核心计算和控制单元 ， 负责数据处理、电池状态监测、控制算法执行、故障诊断、通信管理等功能 。
MCU原厂有德州仪器、意法半导体、恩智浦、英飞凌、瑞萨、中颖、兆易创新、芯海、国民技术、赛腾微、杰发、芯旺、小华半导体、云途、琪埔维、比亚迪半导体、芯驰、航顺、先楫、旗芯微、上海航芯、芯擎、中科海芯、中微半导体、辉芒微、极海、曦华等 。
ADC（模数转换器）
ADC芯片的主要作用主要将BMS中的模拟信号进行量化 ， 生成能够用数字表征的信号幅值 。
ADC原厂有德州仪器、亚德诺、微芯、恩智浦、类比、圣邦、思瑞浦、山海半导体、芯海、迅芯微、云芯、华泰半导体、芯动神州、贝岭、灵矽微、航天民芯等 。
02BMS 入局者不断
在电池管理芯片行业 ， 欧美厂商TI、ADI等占据了绝大部分的市场份额 。
TI 在 BMS 领域可谓成绩斐然 。 其旗下的电池采样芯片拥有众多料号 ， 在迭代创新方面表现尤为突出 。 2019 年 ， TI 重磅推出了 3 - 6 节电池采样芯片 BQ79606 ， 该芯片的采样精度小于 1.1mV ， 能够在仅仅 1ms 内完成堆叠的完整精度测量 ， 即便面对高达 96 节电池的情况也能游刃有余 ， 并且支持隔离式差分菊花链通信 。 此后 ， TI 在创新的道路上一路疾驰 。 2020 年和 2021 年 ， TI 快速对电池采样芯片进行迭代升级 ， 将可测量的电池串数分别提高到 12 串、14 串和 16 串 。
ADI早在2013年就率先推出了一款高性能电池采样芯片LTC6804 。 在过去几十年里面长期投资研发芯片和系统软件 ， 解决BMS系统里面的一系列问题 。 ADI在BMS方面的产品有三个特点比较突出 ， 第一是精度非常高；第二则是长期可靠性高 ， 十五年后的检测精度还是很高；第三则是非常可靠 ， ADI的产品已经经过很多量产的实际车型的检验 ， 迭代到了第七代 。
国内在电池管理芯片已经量产并实现营收的企业 ， 主要有中颖电子、圣邦股份、力芯微、赛微微电、上海贝岭、希荻微、中微半导体、芯海科技、赛芯电子、微源半导体、智融科技、钰泰半导体、拓尔微、杰华特、比亚迪半导体 ， 以及茂睿芯、创芯微等 。
中国 BMS 行业起步较晚 。 从应用市场来说 ， 国内目前在中低端消费电子BMS领域实现一定突破 ， 性能靠齐国际水平 ， 在手机、TWS耳机的锂电池管理应用上有多家大厂量产 ， 同时笔记本电脑的应用也得到认可和采用 。
中颖电子是国内最早布局BMS电池管理芯片的企业 ， 它在2012年成功推出了面向电动自行车、电工工具、笔记本电脑的电池管理芯片 。 在BMS赛道上 ， 中颖电子专注的是电池计量芯片、电池保护芯片、电池采样芯片的研发 。 目前产品主要是SH36730系列 ， 覆盖3-5串、6-8串、10串、14串、16串电池 。
比如：SH367309是5-16串锂电池BMS用数字前端芯片 ， 适用于总电压不超过70V的锂电池Pack 。 较为特别的是 ， 这颗AFE芯片中颖电子还集成了丰富的保护功能 ， 包括充电保护、过放电保护、温度保护、充放电过流保护、短路保护、二次过充电保护等 。
赛微微电是国内电池管理芯片产品线较为齐全的企业之一 ， 最早是在2013年开始量产首款电量计芯片 。 其计量芯片已经应用在众多电子产品中 ， 因产品极低的功耗、超小尺寸的封装和精准的电量计量而广受好评 。
比如：CW2217B是一款用于系统侧的单节锂电池电量计芯片 ， 通过内部高精度 ADC 采集电池的实时电压、电流和温度 ， 结合内置电池模型 ， 可精准计算电池剩余电量（SOC） 。 该芯片采用 WLCSP 封装 ， 尺寸仅为 1.58x1.53mm ， 工作电流低至 12μA ， 检流电阻可低至 1mΩ ， 还能记录电池的充放电循环数（Cycle） ， 计算电池的健康状态（SOH） 。
芯海科技的BMS产品2019年立项 ， 2020年小批量 ， 随后进入大批量供货 。 目前 ， 芯海科技的单节 BMS 芯片已经实现大规模出货 ， 其应用于手机等消费电子领域 。 另外 ， 2024 年一季度其新品 2-5 节 BMS 的出货量也大增 。 其中 ， 2-4 节 BMS 芯片 CBM8580 在笔记本电脑、电动工具、扫地机器人等应用场景获得了较多客户认可 。 在 2023 年该芯片就进入国内多家品牌客户量产导入阶段 。
比如 ， CBMX58X 系列中 ， CBM8580是一款基于 2-4 节串联锂离子或锂聚合物电池组的单芯片全集成方案 ， 可为 2 节、3 节和 4 节串联锂电池组提供电量监测、保护和认证等功能 ， 可广泛应用于笔记本电脑、医疗设备、电动工具、扫地机器人等场景 。
杰华特的整体业务处于快速增长阶段 ， BMS 相关业务也随之不断发展 。 公司不断加大研发投入 ， 丰富产品系列 ， 满足不同客户的需求 ， 在国内市场的份额逐渐扩大 。 其推出的 13 串低系统成本模拟前端芯片 ， 在电动工具和二轮车市场获得了多家客户的认可 。
比如大联大世平集团推出的基于国民技术 N32L406 和杰华特 JW3376、JW3330 芯片的锂电池管理系统方案应用于电动自行车 。 该方案的下板集成了杰华特的 JW3376 和 JW3330 芯片以及均衡电路、充放电控制电路、温度采集电路等模块 ， 可对 11 - 16 串锂电池、磷酸铁锂电池进行实时监测 ， 并具有过压 / 欠压保护、高 / 低温保护、断路保护、过流保护等功能 ， 能有效提高电动自行车电池的安全性和使用寿命 。
03车用BMS ， 国产难难难
【BMS芯片，迎来更多入局者】随着新能源汽车产量的快速提升 ， 作为新能源汽车核心部件 ， 动力电池的需求也持续增长 ， 并成为锂电池产业增长的主导力量 。
在2022年 ， 宁德时代董事长曾毓群曾表示 ， 宁德时代在电池生产过程中没有直接涉及美国的技术、材料或是设备 ， 现在唯一依赖美国的就是BMS里的芯片 ， 但这个制程不高 ， 28nm就够了 ， 目前国产技术已经具备 。
从目前的国内市场来看 ， BMS芯片每年的实际需求量有数万亿颗 ， 但中国品牌的市场份额仅有两成 ， 车用BMS芯片基本上依赖进口 ， 所以价格昂贵 。
BMS在汽车行业愈发受到关注源于以下三点原因：首先 ， BMS可满足准确检测电池安全的需求；其次 ， BMS可延长电池寿命；此外 ， 对电池的精确检测可充分利用剩余电量 ， 增加续驶里程 。 对于消费者来说 ， BMS有助于提高车辆性能和安全性 。 这三点优势足以让BMS成为当前汽车行业的“香饽饽” 。
不过 ， 国内的半导体企业已经在汽车BMS芯片领域有所布局 。 如矽力杰、杰发科技、比亚迪半导体等 。

矽力杰致力于全面布局BMS领域并开发创新型产品 ， 充分利用新型技术突破：电芯监测、高压检测、电流检测、隔离监测和高压互锁等 ， 推出汽车电池管理系统（BMS）方案 ， 包含十大类共计15种产品解决方案 。
杰发科技全系列车规级MCU芯片已完成新能源汽车动力电池域BMS方案的布局 ， 包括AC7801x平台、AC7840x平台和AC7870x平台 。 中端BMS方案由AC7840x平台执行 ， 可提供较为基础的电池监测和管理功能 ， 包括电压监测、温度监测、充放电控制等 ， 能较好控制成本 ， 适用于较为简单的电动汽车应用场景 。 目前 ， 杰发科技MCU芯片AC7840x已与多家Tier1厂商就BMS方案达成合作 。
比亚迪半导体的 BMS 芯片在电压、电流和温度监测方面具有较高的精度 。 例如其第一代 16 通道车规级 BMS 模拟前端芯片 BF8915A-1 ， 单体电压测量误差低于 ±2mV ， 能够准确地监测电池的状态 ， 为电池组的 SOC（荷电状态）和 SOH（健康状态）计算提供精确的数据 ， 这对于电池的安全管理和续航里程的准确预估非常重要 。
比亚迪半导体的 BMS 芯片广泛应用于比亚迪自家的新能源汽车产品线 ， 从乘用车到商用车等不同类型的车辆均有涉及 。 这些车辆在市场上的良好表现 ， 也证明了其 BMS 芯片的可靠性和性能 。 例如 ， 比亚迪的 “汉”“唐” 等系列新能源汽车 ， 都搭载了其自主研发的 BMS 芯片 。

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