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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/梁浩斌)近日,比亞迪半導體正式宣布,自研車規(guī)級BMS AFE(電池管理模擬前端)芯片累計出貨量突破1億顆。
據(jù)介紹,自2021年國內(nèi)首款量產(chǎn)裝車車規(guī)級BMS AFE BF8915A-1問世,比亞迪半導體完成從國產(chǎn)破冰者到出貨、裝車量雙第一的跨越,1億顆自研芯片覆蓋新能源車、儲能全場景,累計守護超16億只電芯安全,實現(xiàn)5年零重大質(zhì)量事故,標志著國產(chǎn)BMS核心芯片正式躋身全球主力供應(yīng)商行列。
BMS AFE:動力電池系統(tǒng)不可替代的“神經(jīng)末梢”
想要讀懂1億顆芯片背后的意義,首先要厘清BMS AFE的核心作用與底層原理。
完整電池管理系統(tǒng)(BMS)由AFE模擬前端、主控MCU、隔離通信芯片、高壓監(jiān)視芯片等組成,其中AFE是整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)入口與感知核心,被稱作電池包的“神經(jīng)末梢”。電池電芯持續(xù)輸出電壓、電流、溫度等連續(xù)變化的模擬信號,需要通過BMS AFE內(nèi)置高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),采集電池原始模擬信號,完成放大、濾波、數(shù)字化轉(zhuǎn)換,再將標準化數(shù)字信號傳輸至主控MCU。
基于AFE輸出的精準數(shù)據(jù),主控芯片才能完成三大核心決策。一是SOC電量估算,精準顯示車輛剩余續(xù)航;二是SOH電芯健康診斷,預(yù)判電芯老化、衰減風險;三是充放電安全控制,實時調(diào)節(jié)充電功率、切斷異常回路,規(guī)避過壓、欠壓、過熱、短路等安全隱患。
從安全維度看,AFE的精度與可靠性直接劃定BMS性能上限。若AFE采樣誤差過大,會出現(xiàn)電芯溫度、電壓誤判,比如充電時電壓檢測偏差將引發(fā)過充鼓包,高溫漏判會誘發(fā)熱失控;從壽命維度,AFE搭載均衡電路,實時平衡整包電芯壓差,避免單節(jié)電芯過充過放加速衰減;從快充維度,800V高壓平臺、超大功率快充對信號采集速度要求嚴苛,毫秒級采樣響應(yīng)是超充安全運行的底層保障。
在整套BMS硬件成本中,AFE占比超50%,是動力電池領(lǐng)域名副其實的核心芯片,長期以來高端車規(guī)市場被海外廠商壟斷,也是國產(chǎn)新能源產(chǎn)業(yè)鏈亟待攻克的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
硬核自研實力,定義國產(chǎn)AFE性能標桿
比亞迪半導體旗下BF891X系列主力AFE芯片,具備五大核心優(yōu)勢,從精度、安全、兼容性、均衡、拓展五大維度解決行業(yè)痛點:
極致高精度采樣:全溫域電壓測量誤差≤±3mV,典型工況誤差低至±1mV,全通道電芯數(shù)據(jù)采集僅需1ms,毫秒級同步捕捉電芯細微狀態(tài)變化,適配1500kW超大功率快充嚴苛數(shù)據(jù)需求;
頂級車規(guī)安全可靠性:全線產(chǎn)品通過AEC-Q100 Grade1車規(guī)認證,符合ISO26262功能安全標準,可穩(wěn)定運行于-40℃~125℃車載極端溫差環(huán)境,內(nèi)置完整ESD/EOS防護網(wǎng)絡(luò),杜絕閂鎖失效風險;
全化學體系兼容:單芯片支持8~18串電芯監(jiān)測,全面適配三元鋰、磷酸鐵鋰、鈉離子電池等主流電芯,覆蓋乘用車、商用車、儲能電站多元場景;
高效電芯均衡方案:內(nèi)置多路均衡MOS,最大均衡電流300mA,同時支持主動、被動均衡兩種模式,縮小電芯壓差,大幅延長電池包整體循環(huán)壽命;
靈活級聯(lián)拓展架構(gòu):采用菊花鏈差分隔離通信,支持無限堆疊級聯(lián),同步完成數(shù)百節(jié)高壓電芯檢測,節(jié)點通信距離超20米,抗電磁干擾能力適配800V高壓電池包平臺。
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BMS整體解決方案展示 圖源:比亞迪半導體
不止通用高壓AFE,比亞迪半導體已搭建完整BMS芯片產(chǎn)品矩陣,實現(xiàn)全場景覆蓋。搭配AFE使用的BF8X2X菊花鏈隔離通信芯片、國內(nèi)首款12V低壓多合一ASIC BF8510A、PACK高壓總壓絕緣監(jiān)測BF8610A,形成從電芯感知、隔離通信、高壓監(jiān)控到低壓啟動電池管理的全套自研芯片組,打造業(yè)內(nèi)集成度最高的國產(chǎn)BMS完整解決方案,打破海外廠商單芯片壟斷格局。
億級出貨里程碑:國產(chǎn)替代邁入規(guī)模化落地新階段
累計1億顆BMS AFE芯片的交付量,對國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)而言,具備三重意義。
驗證國產(chǎn)車規(guī)芯片大規(guī)模商用可靠性。五年市場零重大質(zhì)量事故、覆蓋數(shù)百款終端車型、服務(wù)20余家頭部整車與儲能集成商,海量裝車數(shù)據(jù)證明國產(chǎn)AFE完全滿足整車全生命周期嚴苛要求,徹底扭轉(zhuǎn)了“國產(chǎn)模擬芯片穩(wěn)定性不足”的行業(yè)偏見。
打通新能源產(chǎn)業(yè)鏈核心自主環(huán)節(jié)。過去高端BMS AFE長期依賴海外進口,供應(yīng)鏈存在供給、成本雙重風險。比亞迪半導體實現(xiàn)從芯片設(shè)計、流片驗證到量產(chǎn)裝車全鏈路自研,實現(xiàn)BMS核心器件自主可控,為國內(nèi)車企、儲能企業(yè)提供穩(wěn)定、高性價比國產(chǎn)化方案,降低整車芯片供應(yīng)鏈對外依賴。
第三,構(gòu)建完整服務(wù)生態(tài)降低客戶落地門檻。區(qū)別于單一芯片供應(yīng)商,比亞迪半導體同步配套完整開發(fā)工具鏈,包含GUI配置軟件、評估板、量產(chǎn)參考設(shè)計、故障診斷數(shù)據(jù)庫,幫助客戶快速完成方案驗證與量產(chǎn)導入,加速全行業(yè)國產(chǎn)化替代進程。
面向下一代:BMS AFE持續(xù)向高集成、智能化進化
未來隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,下一代BMS也將需要AFE的不斷進化。在硬件性能上,比亞迪新一代AFE芯片將向24串以上高單串規(guī)格、更高耐壓等級演進,同步推出無線通信可選方案,進一步簡化高壓電池包布線結(jié)構(gòu)、提升通信穩(wěn)定性;功能安全覆蓋ASIL-B至ASIL-D多等級,適配儲能、重卡等不同安全等級場景需求。
在智能化層面,芯片將集成EIS電芯阻抗檢測功能,通過實時采集電芯阻抗數(shù)據(jù),精準預(yù)判電芯老化、微短路等早期故障,把電池安全防護從“事后保護”升級為“事前預(yù)警”,實現(xiàn)電池全生命周期智能管理。
作為國內(nèi)唯一擁有完整BMS全棧芯片解決方案的廠商,比亞迪半導體依托1億顆AFE量產(chǎn)積累的海量實測數(shù)據(jù)與車規(guī)研發(fā)經(jīng)驗,持續(xù)推動國產(chǎn)車規(guī)芯片從“可用”走向“好用”,從技術(shù)跟跑邁向行業(yè)引領(lǐng)。
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