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。
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系列产品是国产首款同时满足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）
