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

根據(jù)研究機構(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，其中儲能電池出貨量169.3GWh，同比增長140.3%，儲能電池增速比動力電池高出55個百分點。今年雖然動力電池行業(yè)時常傳出有企業(yè)停產(chǎn)、產(chǎn)能過剩的問題，但儲能電池市場需求還在快速增長。根據(jù)SMM數(shù)據(jù)，2023上半年全球儲能電池出貨量為87GWh，同比增速高達(dá)122%。

而儲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，并通過算法計算電池的電量狀態(tài)和健康狀態(tài)，以保護(hù)電池、延長電池壽命、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。根據(jù)電子發(fā)燒友的整理，目前國內(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)模出貨的國內(nèi)廠商是很少的。

圖：電子發(fā)燒友網(wǎng)整理

國內(nèi)廠商或許要提高這一小塊市場的關(guān)注，近年儲能及電動車市場的快速發(fā)展，帶動BMS AFE芯片需求連年以雙位增速增長。根據(jù)QY Research的數(shù)據(jù)，全球BMS AFE芯片銷售額增速在2021年曾高達(dá)50.1%，去年則以29.6%的速度增至876.24百萬美元，今年有望突破1000百萬美元。以QY Research給出的預(yù)測數(shù)據(jù)，未來6年全球BMS AFE市場有望連續(xù)保持20%的高速增長。而中國將會是跑得最快的市場，預(yù)計到2028年中國BMS AFE市場銷售額增速將達(dá)到45%。


儲能BMS AFE芯片的主要玩家

電池采樣芯片（AFE），它主要負(fù)責(zé)的是實時采集電芯電壓、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)來源。

儲能BMS AFE芯片市場長期被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成的市場份額。其次是歐洲企業(yè)占據(jù)第二大BMS AFE芯片市場份額。而我國雖然能提供BMS AFE解決方案的公司很多，能真正能實現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模出貨的公司是極少的，當(dāng)下BMS AFE芯片國產(chǎn)化突破尤為重要。

國內(nèi)廠商這一兩年在BMS AFE研發(fā)上變得比以往更為活躍，新參與者也越來越多。據(jù)電子發(fā)燒友了解，目前在儲能BMS AFE細(xì)分芯片賽道上，國內(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)用于儲能的多節(jié)BMS AFE芯片，不過還沒實現(xiàn)量產(chǎn)。


大廠在高精度、高串?dāng)?shù)上保持領(lǐng)先，國內(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，可以測量多達(dá)12節(jié)串聯(lián)電池的電壓，當(dāng)時它的采樣精度已經(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)上實現(xiàn)新的突破，推出了可以測量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芯片，且專為ASIL D的ISO 26262應(yīng)用而開發(fā)的，這款產(chǎn)品可測量電池節(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，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)實現(xiàn)堆疊的完整精度測量（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量，采樣精度達(dá)≤1.5mW。與 BQ7965x-Q1 系列器件的主機通信可通過以下方式進(jìn)行連接：器件的專用 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通過單個接口與整個電池組進(jìn)行通信。在通信線路中斷的情況下，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)中所有電池測量。在通信速度以及采樣精度上，智芯微與國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。

而國內(nèi)模擬芯片龍頭矽力杰，目前的儲能BMS AFE芯片主要有SQ68118和SQ66000。SQ68118是一款高性能的工業(yè)儲能BMS AFE芯片，可以在-40~125℃環(huán)境溫度下運行，最高可支持18串電池監(jiān)測和被動均衡。它內(nèi)置16位ADC可編程測量，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測量精度。

中穎電子的儲能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)、過放電保護(hù)、溫度保護(hù)、充放電過流保護(hù)、短路保護(hù)、二次過充電保護(hù)等。

杰華特在儲能領(lǐng)域也有積極布局，它有面向儲能應(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，在電動工具、兩輪車、便攜式儲能等鋰電池領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在模擬信號采集方面，經(jīng)驗較豐富的芯?？萍?/u>在近年也開始布局儲能市場，現(xiàn)正研發(fā)儲能應(yīng)用的12-18節(jié)BMS AFE芯片。

小結(jié)：

電池采樣芯片不管是動力電池領(lǐng)域，還是儲能電池領(lǐng)域，都有不錯的發(fā)展前景，市場也在持續(xù)擴容。對于尋求新增量市場的國產(chǎn)廠商來說，布局BMS AFE芯片研發(fā)是不錯的選擇。但未來，隨著電動化、智能化的進(jìn)一步發(fā)展，BMS AFE芯片對高精度、高串?dāng)?shù)的要求會更高，國產(chǎn)廠商需要具備更強的迭代速度，才能吃到這一市場的紅利。