AFE芯片作为电池管理系统（BMS）中的关键组件，主要承担两大功能：一是采集电芯电压，经模数转换器（ADC）处理后，将数字信号传输至MCU等计算单元，以估算电池的荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）和功率状态（SOP）等关键参数；二是监测电池温度，防止电池过热。通常，AFE芯片集成有传感器接口、模拟信号调理电路（涵盖阻抗变换、程控增益放大、滤波及极性转换等功能）、模拟多路开关、采样保持器、ADC、数据缓存与控制逻辑等模块。部分高端AFE芯片还进一步集成了MCU、数模转换器（DAC）及多种驱动电路，结构相对复杂，技术门槛较高。
正因如此，长期以来AFE芯片市场的参与者有限，主要供应商包括ADI、TI、NXP、ST、新唐、英飞凌、松下和瑞萨等国际厂商，尤其在汽车电子领域可选品牌更少。然而，自前年起，国内企业开始逐步涉足BMS AFE芯片的研发与生产。截至目前，已有多家厂商推出相关产品，例如新唐科技、琪埔维、比亚迪半导体、大唐恩智浦、MPS、矽力杰、杰华特、拓尔微、南京集澈、中颖电子、创芯微、凹凸科技、华泰半导体、航天民芯等。此外，还有不少企业正处于产品研发或市场进入准备阶段。据不完全统计，目前国内布局该领域的企业已超过50家。
通常而言，AFE芯片可划分为消费级、工业级与车规级三大类别，其核心参数主要包括以下几项：支持管理的电芯串数（即采样通道数量）、电压采集精度、功耗，以及在过充、过放、过流等异常状态下的保护输出延时。
以电压采集精度为例，不同级别的产品要求差异显著。消费级AFE芯片一般仅需±50mV的精度即可满足应用需求；工业级则通常要求提升至±15mV；而车规级AFE芯片的标准最为严格，要求在整个工作温度范围内精度均控制在±5mV以内。
由此可见，车规级BMS AFE芯片不仅技术指标最为严苛，也具备最高的附加价值。目前该市场主要由国外厂商主导。据统计，ADI、TI、NXP和瑞萨四家企业几乎占据了车规级BMS AFE芯片九成的市场份额，而国内具备该类芯片供应能力的企业仍然较少。
不过这几年开始发生变化了，已经有一些厂商开始可以提供此类产品了。本文根据公开信息整理了一些可以提供车规级BMS AFE芯片的企业和他们目前已经量产的产品。据统计国内可以提供车规级BMS AFE芯片的企业主要有四家，新唐科技、琪埔维、比亚迪半导体、以及大唐恩智浦，详细的产品参考下表。
表1：国产车规级AFE芯片企业及其产品（来源：芯查查）
其中，新唐科技目前可以提供5个BMS AFE芯片产品系列，精度都在±1.5mV，支持20~25串电芯的监测，且均满足ISO 26262 ASIL-D标准。其BMS AFE芯片均采用了SOI(Silicon On Insulation)成熟工艺，该工艺相比传统的EPI工艺需要更高的工艺电压，好处是产品具有更高的电压冲击耐受裕量，且芯片内部的寄生分量、噪声，以及漏电流方面表现更好。
另一家车规BMS AFE芯片产品种类比较多的企业是琪埔维，其XL8812和XL8814/XL8816/XL8818系列产品，在2023年9月份获得了第三方检验检测认证机构DEKRA德凯颁发的ISO 26262 ASIL-D功能安全产品认证证书。其XL88xx系列BMS AFE芯片支持4~18串电芯采样，常温下典型采样精度为±1.5mV，全温度范围为±3mV，支持休眠监控、反向唤醒、双向通讯，任意通道支持Bus bar，系列化封装兼容，可灵活搭配。
比亚迪半导体在BMS AFE上面的投入比较早，在2021年就量产了其第一代车规级BMS AFE芯片BF8915A-1，该芯片具有16个通道，单体电压测量误差低于±3mV、支持回环菊花链通信、满足AEC-Q100标准，它集成了电压和温度测量、自主监测、硬件过温保护等功能于一体，系统设计更简洁，成本更经济，在功能安全、均衡电流、性能、可靠性、成本等方面具有显著优势。估计BF8915A-1应该是国内首批上车的车规级BMS AFE芯片。
如今，比亚迪半导体还推出了该芯片的更新版BF8915B-1，进一步提升了其精度，全温度范围内精度可达±5mV；通道数仍然是16个；支持级联，可实现多达数百个电压通道和温度通道的同时检测。单个BF8915B-1具有2个串行差分通信端口，多个 BF8915B-1可通过菊花链通信连接，可实现高速率、高抗干扰的局域通信，这种菊花链通信可以双向操作，以确保通信的完整性。此外，BF8915B-1支持内部和外部电池电荷均衡控制，内部集成16个均衡开关最大可支持 4.2V下300mA的内部均衡电流放电。
图：大唐恩智浦集成EIS的原理与作用（来源：大唐恩智浦）
大唐恩智浦提供的是一款单电芯BMS AFE芯片。它最大的特色是集成了（EIS）交流阻抗谱监测功能，通过监测电芯EIS变化来快速监测电芯内部过温，从而提前预知电池风险，将安全风险降至最低。
图：DNB1168单电芯方案实物示意图（来源：大唐恩智浦）
DNB1168芯片为单电芯电池管理芯片，提供电池的电压检测，温度检测，阻抗检测和均衡功能。芯片的温度检测功能无需NTC和相关外围电路，阻抗检测功能让一些高级的系统应用成为可能。芯片支持内部均衡和外部均衡，外部均衡和阻抗共用一套外围电路，内部均衡无需外围电路。芯片带有一定的自诊断能力，支持过欠压报警，高低温报警，以及其他芯片相关的异常报警。
它还能直接标贴到柔性PCB上，简化电路的同时可以省掉从控板。此外，该BMS AFE芯片还具有在线SOH快速估算、继电器老化监测，以及电池护照等特色功能。
总之，可以看到这几年国内半导体产业在自主创新和技术积累方面取得长足进步，国产芯片开始进入技术壁垒更高的领域探索。
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