時間:2022-02-17 16:42:50來源:半導(dǎo)體風(fēng)向標(biāo)
BMS是對電池進行監(jiān)控和管理的系統(tǒng),通過對電壓、電流、溫度以及SOC(state of charge)等參數(shù)采集、計算,進而控制電池的充放電過程,實現(xiàn)對電池的保護,提升電池綜合性能的管理系統(tǒng),是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶。 電池管理系統(tǒng)的硬件架構(gòu)包含以下四個方面:
1、 主板:收集來自各從板的采樣信息,通過低壓電氣接口與整車進行通訊,控制BDU內(nèi)的繼電器動作,實施監(jiān)控電池的各項狀態(tài),保證電池在充放電過程中的安全使用;
2、 從板:監(jiān)控模組的單體電壓、單體溫度等信息,將信息傳輸給主板,具備電池均衡功能,從板與主板的通訊方式通常是CAN通訊或者菊花鏈通訊(一種像菊花形狀一樣從中心到周邊的通訊方式);
3、 BDU:通過高壓電氣接口與整車高壓負載和快充線束連接,包含預(yù)充電路、總正繼電器、總負繼電器、快充繼電器等,受主板控制;
4、 高壓控制板:可集成在主板,也可獨立出來,實時監(jiān)控著電池包的電壓電流,同時還包含預(yù)充檢測和絕緣檢測功能。
BMS中主要用到的芯片有AFE、MCU、ADC、數(shù)字隔離器等。其中,AFE模擬前端芯片(在BMS中專指電池采樣芯片),用來采集電芯電壓和溫度等信息,同時還要支持電池的均衡功能,通常來說芯片會集成被動均衡功能。BMS中的MCU芯片起到處理BMS AFE芯片采集的信息并計算荷電狀態(tài)(SOC)的作用。SOC是電池管理系統(tǒng)中較為重要的參數(shù),其余參數(shù)均以SOC為基礎(chǔ)計算得來,因此電池管理系統(tǒng)對MCU芯片的性能要求較高。
目前車規(guī)級BMS芯片技術(shù)門檻高,供應(yīng)商主要為國外企業(yè)。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動BMS整體市場規(guī)模持續(xù)擴大,BMS芯片的重要性日益突出。然而BMS芯片的技術(shù)門檻相對較高,比如BMS MCU芯片需要大量專有技術(shù)(Know-how)經(jīng)驗積累,目前大量成熟解決方案被恩智浦等廠商掌握;BMS AFE的主要供應(yīng)商為亞德諾、德州儀器等海外公司。企業(yè)沒有長期的研發(fā)積累和大量的數(shù)據(jù)積淀,難以開發(fā)出真正滿足下游應(yīng)用需求的BMS芯片。
車規(guī)級BMS芯片認證要求苛刻、認證周期長。隨著國家“碳中和”戰(zhàn)略的持續(xù)推進,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)將迎來黃金5年,為BMS芯片的應(yīng)用提供廣闊的市場藍海。車規(guī)級半導(dǎo)體企業(yè)在進入整車廠的供應(yīng)鏈體系前,一般需通過質(zhì)量管理體系IATF 16949和可靠性標(biāo)準AEC-Q系列等認證。在完成相關(guān)車規(guī)級標(biāo)準規(guī)范的認證和審核后,還需經(jīng)歷嚴苛的應(yīng)用測試驗證和長周期的上車驗證,才能進入汽車前裝供應(yīng)鏈。 建議關(guān)注相關(guān)標(biāo)的:
1)BMS芯片:比亞迪半導(dǎo)體(待上市)、中穎電子;
2)MCU芯片:中穎電子、兆易創(chuàng)新、北京君正、芯海科技、國民技術(shù)、紫光國微、納思達、樂鑫科技、博通集成、復(fù)旦微電、上海貝嶺、晶豐明源;
3)ADC芯片:上海貝嶺、思瑞浦、圣邦股份、芯海科技;
4)電源管理芯片:芯朋微、圣邦股份、雅創(chuàng)電子、士蘭微、晶豐明源、思瑞浦、上海貝嶺、艾為電子、明微電子、富滿電子、力芯微、希荻微。
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