所有公司都在做BMS AFE

标题虽略有夸张,一定程度反馈了市场现状,目前国内做AFE的企业,至少30+,小二和业内朋友闲聊,有时候听到的理由让人忍俊不禁,细想这不就是行业现状吗?

  • 做ADC的公司,要做AFE,因为AFE里面的核心IP是高精度ADC; 
  • 做电源的公司,也要做AFE,因为AFE里面很多电源和保护单元;
  • 做MCU的公司,也要做AFE,因为AFE本身就是数模混合芯片,只不过工艺和MCU工艺差别;况且BMS系统里面就有一颗MCU可以绑定;
  • 很多创业公司也做AFE,因为公司有ADI/TI的专家,或者公司有BCD工艺的专家

然而,很少听到的是,市场或者客户面临了什么问题或者变化,需要我来提供更好的解决方案;

今天算假期最后一天,和行业朋友一起交流小二的想法,欢迎留言交流

  • 行业细分
  • 行业需求变化
  • AFE的核心特性
  • 国产AFE厂家清单

1)行业细分

行业细分是小二很喜欢的一个词,因为不细分,对于行业的了解停留在表面或者人云亦云,只有细分,才有机会拨云见日,深入分析;

比如BMS AFE,你覆盖的细分行业是哪个?是两轮车方向,还是电摩方向,还是电动工具方向,笔电方向,亦或者是大储或者新能源汽车BMS方向?

不同的细分行业,对于可靠性,功能,性能,失效率,成本的要求都不一样;不同细分行业的上下游产业链,也不一样;

2)行业需求变化

如果选定了细分行业,但是无法说清楚细分行业的行业趋势和新需求,下一步就是进行细分行业全面调研了

比如小二之前文章提到的电力储能的新国标,就是细分行业对于精度,采样时间的新要求;

传送门:

ESS BMS新标准执行在即,给国产AFE打开一了扇窗?

相对于2017版国标《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》(GB/T 34131-2017),2013版对电流、电压、温度的采集误差采样周期进行了“精细化”和“科学化”的规定,对比如下:

转自 CHIPSWAY

  • 提升了采样电压精度要求,从2017的百分比,换成了不同范围的具体数值+百分比形式;比如针对3.2V单体电池,精度从2017年的 3.2*0.3%=9.6mv,提升到了<5mv;
  • 增加了电池簇的采样误差衡量,同样也是分两级(<500V和>=500V);
  • 提高了采样周期,包括电压的以及温度的;
  • 提升了温度采样的精度要求,-20~65温度范围内,要求<=1°C
  • 降低了电流采样的精度要求,从<=0.2% 调整到了<=2A(<200A)或<=1%(>=200A)

有意思的是,新国标降低了电流采样的精度要求,而精度要求对于两动车BMS AFE来说,可能就是不降反增的了

3)AFE的核心特性

如下是典型BMS AFE的系统框图,含Cell采样电路,Cell平衡电路,电流采样及保护电路,MOSFET驱动电路,LDO,EFuse驱动电路,数字电路等

看了几个典型应用及AFE手册后,小二总结了4个核心功能

核心功能一:安全

安全应该是基础需求,在TI较新的BQ76972中,集成了初级保护及次级保护,里面有基于硬件的保护措施,也有基于软件的保护措施;

初级保护含17项,次级保护含21项

图. Primary Protection

图. Secondary Protection

核心功能二:测量通道数,测量时间,测量精度

小二看到的最多是一款集成24路Cell通道测量的AFE,还包括6路内部通道,统一挂在VADC上; 

多通道AFE对于电摩应该是一大优势,比如当前用的72V电池包,需要20串,一般用两颗AFE级联;

图 转自海马硬件

二检测精度方面,检测精度对电芯利用率有较大影响,TI BQ76972将Cell电压测量精度提升到了3mV (BQ76852是10mV)

小二看到的国产AFE中,精度最高的Cell测量误差,25°C 可以做到1.5mV以内

针对电流测量误差,该AFE内部的CADC,可以通过过采样,实现20bit的精度。

核心功能三:低功耗

功耗也许会容易遗漏的指标,小二朋友做换电BMS,提到对待机电流要求很高;

不同厂家对于AFE的功耗模式都有特别设计;而具体低功耗下的需求,需要基于客户产品做详细的测试分析及拆解,手册只是最初级的参考

TI BQ7697, 提供了4个功耗模式

MPS MP2797,提供了Active,Shutdown和SafeState三个模式

Silergy SY68940,提供了Normal和SHIP两个模式

核心功能四:集成度

是否集成均衡电路,高边/低边预驱,负载检测电路,充电器检测电路,Buck电路等,这个需要从系统层面分析,如何取舍,可以给客户带来更高的系统特性;

4)国产AFE厂家清单

传送门:盘点国产BMS厂&芯片(更新:比亚迪/航天明芯等)小二之前文章,记录了13家国产BMS AFE厂家和芯片,今天做一个补充:

鹏申科技,迈巨微,东软载波,极海微,比易微,灵矽微

在研的也很多,如国民技术;

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