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本土BMS AFE芯片国产替代加速,CHIPWAYS自研芯片打造车规一站式BMS解决方案

来源:爱集微

#CHIPWAYS#

#琪埔维#

07-06 07:37

集微网消息,7月5日,第五十七期“集微公开课”直播顺利结束。本次直播中,CHIPWAYS(上海琪埔维半导体有限公司,简称CHIPWAYS)技术支持总监Robe LIN及高级市场经理Roy FAN带来主题为《CHIPWAYS车规级BMS芯片一站式解决方案》的演讲。

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根据我国的“双碳战略”规划,我国在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。2025年单位GDP碳排放较2020年下降18%,2030年单位GDP碳排放较2025年下降18%。这就要求必须减少化石能源的使用和排放,增加新能源的使用占比。按照我国政府规划,非化石能源消费比重在2025年、2030年、2060年将分别达20%、25%及80%以上,2030年风光装机总量达1200GW。

在碳排放端,整个工业和交通运输等细分子行业中,公路运输是占比最大的子行业,碳排放占比达到11.9%,这也是我国大力推广新能源车的主要原因;另外在能源采集端,风能和太阳能的占比会快速稳步提升,预计到2050年风能和太阳能在能源采集端的占比会超过60%。而不管是电动车还是储能领域,电池在其中扮演着关键角色。

电池使用安全可靠,BMS必不可少

无论新能源车还是储能使用的动力电池包,都是由一节节低电压的动力电池串联而成,每节电池都可能存在性能差异,这就需要BMS(电池管理系统)对每节电池进行监控和均衡,延长电池的使用寿命,保证电池的使用安全。

具体来看,BMS技术主要涉及BMS核心芯片技术、BMS系统架构设计、 嵌入式硬件开发和测试、 嵌入式软件开发和测试、 软硬件集成测试、功能安全技术等。

这其中,国内缺口最大的就是BMS相关核心芯片,尤其是AFE芯片。此前,宁德时代董事长曾毓群在调研活动上表示,宁德时代在电池生产过程中没有直接涉及美国的技术、材料或是设备,现在唯一依赖美国的就是BMS里的芯片。

车规级BMS系统的核心芯片主要包括车规级BMS AFE、MCU、数字隔离通讯接口芯片等,其中,BMS AFE芯片(模拟前端芯片)负责高精度电池电压等信息采集,MCU微控制器芯片进行计算和控制,数字隔离通讯接口芯片则实现高低压模块间的电气隔离功能。其中AFE芯片需要对高压信号进行采样,对芯片模拟性能要求高,需要采用高压BCD工艺,而国内企业在这块相对薄弱,具备车规高压BCD设计能力和生产能力的企业很少之又少。另外,因为涉及到车辆动力系统,还需要满足ISO 26262 ASIL D的功能安全等级要求,可见车规AFE芯片的综合门槛非常之高。在这一轮缺芯的背景下,恰逢新能源车销量爆发,国内终端厂商、锂电厂商都对芯片的国产替代有着强烈需求,市场需求非常大。

本土BMS AFE芯片国产替代加速,CHIPWAYS打造车规一站式BMS解决方案

在实现BMS 系统核心套片芯片中,采用高压BCD工艺的车规级AFE芯片技术壁垒最大、附加价值也最高,国内涉及该产品的厂商很少。CHIPWAYS借助在汽车半导体领域耕耘多年,已经在BMS系统系列芯片套片上取得多项核心技术突破性进展。作为专注车规级核心芯片国内领先的供应商,CHIPWAYS可以为客户提供BMS如下套片组合:车规级BMS AFE模拟前端采样芯片(ASIL C/D)、车规级BMS数字隔离通讯接口芯片以及车规级32位微控制器MCU芯片等,并可在产品开发上提供完整的软件配套开发工具。

据介绍,CHIPWAYS已开发和量产系列化BMS核心芯片产品: 

XL8806/XL8812系列产品是同时满足AEC-Q100汽车可靠性标准和ISO 26262汽车功能安全标准的车规级电池组监视器芯片。

XL8814/XL8816/XL8818系列产品国产首款同时满足AEC-Q100汽车可靠性标准和ISO 26262 ASIL D汽车功能安全标准的车规级电池组监视器芯片。

从功能特性来看,CHIPWAYS已量产的XL8806/XL8812系列产品采用了LQFP 48封装,可在-40℃~125℃温度范围工作,单芯片支持4~12节电池串联,采用高精度ΣΔ ADC,测量精度±1.5mV,支持多个芯片串联,支持主从可逆双向通讯等。今年下半年即将量产的XL8814/XL8816/XL8818系列AFE芯片在之前的基础上进行大幅度的功能和技术升级,产品增加了30多项安全机制达到了ASIL D的功能安全等级,在保证测量精度的同时提高了单芯片的监控串数,最高支持14/16/18串电池串联,测量时间控制在120us以内,内置均衡电流最大400mA,同时在功能上增加对Busbar的监控、支持休眠监控和反向唤醒等功能,对于应用设计的便利性、系统的安全性和整个系统功耗表现都有巨大提升。

在MCU产品线上,CHIPWAYS已经量产的XL6600系列产品可以满足CMU的功能要求,后续即将推出的多核系列产品可以满足BMU的应用需求。

基于在BMS产品线上完整的布局,CHIPWAYS打造了车规一站式BMS解决方案。诚如CHIPWAYS创始成员之一、产品副总吴江帆博士所言,单颗芯片的竞争力终究羸弱,公司chipset芯片套片+SW软件+算法的Turnkey(交钥匙)解决方案将带来越来越强的竞争优势,正是得益于此,公司客户群质量不断升级:从国内客户,到国内TOP级客户,再到国际品牌客户。

总体而言,CHIPWAYS的车规一站式BMS解决方案能为客户提供系统和开发平台,加快电池厂和主机厂的开发节奏和落地。

值得一提的是,为突破国外汽车芯片的技术壁垒,CHIPWAYS自身搭建了车规级芯片平台+配套软硬件平台和算法+量产测试平台+车规级实验室,并与通富微建立国内第一条车规封装线,与FAB厂商、软件厂商达成战略合作,还新增更多先进工艺制程芯片套片组合方案及算法,继续推进动力控制领域和新能源电池管理领域等面向ASIL D安全等级芯片的研发,打造汽车半导体自主“中国芯”。

(校对/Andy)

责编: 邓文标

占旭亮

作者

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邮箱:zhanxl@lunion.com.cn

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