逐漸突出重圍的國(guó)產(chǎn)AFE芯片

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）在新能源技術(shù)快速發(fā)展的背景下，電池作為能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件，在電動(dòng)汽車、移動(dòng)設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鋰電池因其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低自放電率等優(yōu)點(diǎn)，成為目前最主流的電池。

而AFE（Analog Front End，模擬前端）芯片在儲(chǔ)能系統(tǒng)，尤其是那些基于鋰離子電池的系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵角色?？梢詫?duì)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)估計(jì)、充電和放電控制，具備保護(hù)功能、均衡控制、數(shù)據(jù)傳輸和通信、浪涌保護(hù)等多種功能，是儲(chǔ)能系統(tǒng)中不可或缺的部分，保證了電池系統(tǒng)的安全性和效率。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，全球鋰離子電池總出貨量達(dá)957.7GWh，其中儲(chǔ)能電池出貨量同比增長(zhǎng)140.3%，市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。

隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展，BMS AFE芯片需求連年以雙位增速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)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)，中國(guó)市場(chǎng)銷售額增速將達(dá)到45%。

不過(guò)儲(chǔ)能BMS AFE芯片市場(chǎng)長(zhǎng)期被歐美廠商壟斷，但國(guó)內(nèi)廠商近兩年在BMS AFE研發(fā)上變得更為活躍，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化突破。國(guó)內(nèi)廠商在高精度、高串?dāng)?shù)AFE芯片方面積極追趕國(guó)際大廠，國(guó)內(nèi)企業(yè)推出的產(chǎn)品覆蓋不同串?dāng)?shù)電池監(jiān)測(cè)，技術(shù)水平不斷提升。

國(guó)產(chǎn)AFE芯片

國(guó)產(chǎn)AFE芯片廠商逐漸發(fā)力，已有多家企業(yè)推出了相關(guān)產(chǎn)品，這些廠商及其產(chǎn)品在電動(dòng)工具、掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、無(wú)繩吸塵器、電動(dòng)兩輪車等市場(chǎng)中的應(yīng)用逐漸增多，顯示出國(guó)產(chǎn)廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的決心和勢(shì)頭。

如中穎電子推出的AFE產(chǎn)品型號(hào)包括SH367303（3-5串）、SH367305（6-8串）、SH367306（6-10串）、SH367308（5-14串）和SH367309（5-16串），具有硬件保護(hù)功能、內(nèi)置平衡開(kāi)關(guān)、小電流檢測(cè)功能等。

南京集澈的AFE模擬前端芯片主要分為三大系列，包括DVC1006（3-6串）、DVC1012（6-12串）、DVC1018（9-18串）、DVC1024（12-24串）和DVC1036（18-36串），支持不同串?dāng)?shù)的電芯應(yīng)用，具備豐富的均衡功能和自動(dòng)保護(hù)恢復(fù)策略。

奇力科技的VAS5118（3-7串）和VAS5120（4-10串）內(nèi)部集成ADC檢測(cè)電池電壓、電池組電流、電池組溫度以及芯片溫度，具有硬件保護(hù)特性和電池均衡功能。

邁巨微的AMG8803（5-8串）、AMG8805（9-13串）和AMG8802（9-17串）采用高耐壓的單芯片工藝，具有高精度數(shù)據(jù)采集能力，支持獨(dú)立保護(hù)或配合MCU實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。

矽力杰的SY68920（3-6串）、SY68930（6-12串）和SY68940（9-18串）支持鋰電池組放電過(guò)流、放電短路、電池組單體/總電壓欠壓過(guò)壓保護(hù)功能，內(nèi)置I2C接口。

英集芯推出的IP3281，用于10-16 節(jié)串聯(lián)鋰離子/聚合物可充電電池的初級(jí)保護(hù)的解決方案。該產(chǎn)品集成了聚合物可充電電池安全運(yùn)行所需的一整套的電壓、電流和溫度所有檢測(cè)和保護(hù)。保護(hù)閾值和延時(shí)均為出廠編程設(shè)定，有多種配置可供選用，采用TSSOP30封裝。

杰華特的JW33708是一款多電池堆的監(jiān)測(cè)和保護(hù)芯片，芯片耐壓60V，支持4-8串電池應(yīng)用，可為每個(gè)電池提供被動(dòng)均衡功能，支持最多3個(gè)連續(xù)電池同時(shí)放電。JW33708可用于電池電壓和溫度感知的14位ADC，電壓精度達(dá)10mV，以及用于充放電電流感知的16位ADC，電流精度達(dá)75μV。

鵬申科技的AFE芯片產(chǎn)品如PB7200支持5-20串電芯應(yīng)用，工作電壓范圍在12至95V，單節(jié)電芯單元電壓測(cè)量范圍為0-5V，適用于大多數(shù)鋰、鈉電池，具有低功耗和高效的自動(dòng)調(diào)度功能。

此外，琪埔維、航天民芯、華潤(rùn)微電子、靈矽微電子、矽力杰、芯海科技、杰華特、華泰、新唐科技、合泰半導(dǎo)體等企業(yè)都擁有各自的AFE芯片產(chǎn)品，這些公司均在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有所布局，致力于開(kāi)發(fā)和提供不同應(yīng)用領(lǐng)域的AFE芯片。

國(guó)產(chǎn)AFE芯片的特點(diǎn)通常包括但不限于高精度的電壓和電流測(cè)量、低功耗設(shè)計(jì)、支持多種通信接口、集成的電池保護(hù)和平衡功能、以及通過(guò)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，如AEC-Q100汽車認(rèn)證。這些芯片旨在與國(guó)際大廠競(jìng)爭(zhēng)，提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的性能和成本優(yōu)勢(shì)。

小結(jié)

盡管目前市場(chǎng)上AFE芯片主要由國(guó)際大廠占據(jù)主導(dǎo)地位，但國(guó)產(chǎn)AFE芯片廠商正積極布局，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新尋求突破。隨著中國(guó)電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)大，國(guó)產(chǎn)AFE芯片有望在未來(lái)獲得更多市場(chǎng)份額。