为什么现在锂电池中都开始采用AFE芯片进行电池管理？原因在这里

前言

新能源技术在快速发展，而电池作为能量存储和转换的关键组件，在电动汽车（EV）、移动设备、储能系统等多个领域发挥着至关重要的作用。目前最广泛使用的电池就是锂电池，因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，成为目前最主流的电池。

针对电池带来的安全隐患，通常采用电池管理系统（BMS）对电池以及电池组进行监测和保护。它通过精确控制电池的充放电过程，实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数，以及估算电池的荷电状态和健康状态，同时采取相应的保护措施，如切断电池供电或发出警报。这些保护措施可以有效降低电池组的故障风险，并确保电池组的安全运行。

目前锂电池管理系统BMS开始普遍使用AFE（模拟前端）+MCU来实现更先进管理系统，AFE负责将电池的电压、电流和温度等模拟信号转换为数字信号，供微控制器或处理器进行进一步处理。AFE还可通过集成多种功能，提供对电池组的监测、优化和保护，适配更多场景的应用，并确保电池组的安全运行和最大化使用寿命。

AFE芯片

具体型号配置信息如上表所示，接下来通过其中几款芯片型号来介绍该系列芯片的优势。

以下排名不分先后，按企业英文首字母顺序排序。

INJOINIC英集芯

英集芯IP3281

IP3281 是一款低功耗电池组保护器，用于10~16 节串联锂离子/聚合物可充电电池的初级保护的解决方案。该产品集成了聚合物可充电电池安全运行所需的一整套的电压、电流和温度所有检测和保护。保护阈值和延时均为出厂编程设定，有多种配置可供选用，采用TSSOP30封装。

JoulWatt杰华特

杰华特JW33708

JW33708是一款多电池堆的监测和保护芯片，芯片耐压60V，支持4-8串电池应用，可为每个电池提供被动均衡功能，支持最多3个连续电池同时放电。JW33708可用于电池电压和温度感知的14位ADC，电压精度达10mV，以及用于充放电电流感知的16位ADC，电流精度达75μV。

多个JW33708可以串联使用，可通过SPI接口与外部控制单元通信，集成了预充电和预放电驱动器，支持睡眠模式，电流较小时可实现高效率低功耗，采用NMOS驱动，并具有多种保护机制，采用TSSOP38封装。

杰华特JW3370

JW3370是一款多电池堆的监测和保护芯片，芯片耐压60V，支持4-10串电池应用，可为每个电池提供被动均衡功能，支持最多3个连续电池同时放电。JW3370可用于电池电压和温度感知的14位ADC，电压精度达10mV，以及用于充放电电流感知的16位ADC，电流精度达75μV。

多个JW3370可以串联使用，可通过SPI接口与外部控制单元通信，集成了预充电和预放电驱动器，支持睡眠模式，电流较小时可实现高效率低功耗，采用NMOS驱动，并具有多种保护机制，采用TSSOP38封装。

杰华特JW3323A

JW3323A是一款高度集成、低成本的保护和监控芯片，适用于6-13串联电池应用，集成了12位ADC，用于高精度电压检测，电压精度达15mV。并集成了保护和延迟电路，用于故障事件包括过充、过放、短路、断路、过温等。

外部控制单元通过I2C接口与JW3323A通信，方便用户监测每个串联电池组的状态，特别是锂离子可充电电池组。JW3323A还提供包括断线检测、奇偶动态平衡、引脚故障检测、内部过温保护和充电许可等保护机制，以增强系统安全性。

为了提升易用性，JW3323A支持电子锁功能以独立控制放电，提供GPS引脚以启用GPS应用，还提供警报引脚用于电池故障警报以及DOCT引脚用于释放部分电池故障，采用30-Pin TSSOP封装。

PENG SHEN TECH鹏申科技

鹏申PB7200

PB7200是鹏申科技AFE芯片产品PB7系中的一员，支持5-20串电芯应用，工作电压范围在12至95V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂、钠电池。

该芯片还内置VADC模块用于电压、温度和电流测量；内置CADC模块用于采集电流，用于库仑计方式的高精度SOC计量，同时提供4个充放电MOS控制引脚。

BMU单板内部的AFE模块通过电容隔离的菊花链级联方式实现，而单板之间则通过变压器隔离的菊花链级联，有效保证了信号传输的稳定性和系统的抗干扰能力。系统设计允许最大配置为1个基础单元加上31个扩展单元。Stack1通过线束连接到控制板上的AFE0(Base)，AFE0与MCU之间通过串口通信进行数据交换，有效简化了布线并提高了系统可靠性。此外，系统还配备了用于驱动光耦的ACT_CTR，用于控制各Stack AFE的ACT引脚，以实现shutdown模式的进入或AFE的硬复位，为系统维护和故障恢复提供了重要保障。

PB7200的功耗极低，同时鹏申科技AFE产品具备高效的自动调度功能，能够实现定时测量和实时保护，通过中断通知MCU，有效节省资源和降低功耗，同时在低功耗模式下保持关键保护功能，并能自动检测并响应电流变化和充电器插入，实现深度节能状态。

充电头网也拿到了这款芯片的方案demo，以上为实物展示。

PB7200采用LQFP80封装，可广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动工具、通信、家庭和风光储能等 5~20 串锂电芯 BMS 系统中。

鹏申PB7170

PB7170同样是鹏申科技AFE芯片产品PB7系中的一员，支持5至17串电芯应用，工作电压范围在12至88V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂电池。

该芯片配备VADC模块，专门用于精确测量电压、温度和电流；同时，CADC模块能够进行高精度的电流采集，适用于库仑计方式的SOC计量。此外，该芯片还提供3个充放电MOS控制引脚，支持高达100mA的单通道均衡电流，并能实现多单元均衡的同时启动，满足多种智能均衡策略的需求。

PB7170的功耗极低，提供多种低功耗睡眠模式，可根据不同使用场景采用不同的模式，并能自动检测并响应电流变化和充电器插入，在睡眠模式下也能保持极快的唤醒速度并保持极低的功耗，实现深度节能状态。

同时鹏申科技AFE产品具备高效的自动调度功能，能够实现定时测量和实时保护，通过中断通知MCU，有效节省资源和降低功耗。

充电头网同样也拿到了这款芯片的方案demo，以上为实物展示。

PB7170采用LQFP64封装，可广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动工具、通信、家庭和风光储能等 5~17 串锂电芯 BMS 系统中。

鹏申PB5100

PB5100是鹏申科技AFE芯片产品PB5系中的一员，支持4-10串电芯应用，工作电压范围在6至55V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂/钠电池。

该芯片配备VADC模块，专门用于精确测量电压、温度和电流；同时，CADC模块能够进行高精度的电流采集，适用于库仑计方式的SOC计量。此外，该芯片还提供4个充放电MOS控制引脚，支持多单元均衡的同时启动，满足多种智能均衡策略的需求。

与PB7系不同，PB5100采用QFN32(QFP32)封装，可广泛应用于电动工具、便携储能、家用电器的供电系统之中。

充电头网总结

在新能源技术迅猛发展的今天，电池作为能量转换和存储的核心部件，其重要性不言而喻。锂电池因具有优越的性能，已经成为电动汽车、移动设备、储能系统等领域的首选。而随着锂电池应用的广泛，其安全性问题也日益凸显。电池管理系统（BMS）作为确保电池安全运行的关键技术，其发展对于提升电池性能和保障用户安全至关重要。

本文详细介绍了包括鹏申科技、英集芯、杰华特等公司的AFE芯片产品，这些产品以高精度的监测、优化和保护功能，为电池组的安全运行和最大化使用寿命提供了有力保障。通过这些AFE芯片，可以看到电池管理系统正朝着更智能、更高效、更安全的方向发展。

作为电池管理系统核心的AFE

电子发烧友网报道（文/黄山明）AFE（Analog Front End），即模拟前端，是一种集成电路，它作为传感器和数字信号处理器之间的连接点，负责处理模拟信号并将其转换为数字信号。AFE的主要功能包括信号放大、滤波、模数转换（ADC）、频率变换、调制、电平调整与控制等。

AFE也是储能系统中BMS的核心组件，专指“电池采样芯片”，负责实时采集电芯电压、电流、温度等精确信息，并将这些信息反馈给主控制器，以便进行电池状态的监控和管理。

AFE能够精确测量电池组中每个电芯的电压，这对于监测电池状态和保证电池安全运行至关重要。通常AFE集成有温度传感器，能够监测电池的温度，帮助防止过热，这是电池安全管理的关键部分。

虽然AFE主要负责电压采样，但有些AFE芯片也能通过与外部元件（如分流器和霍尔传感器）配合来监测电池的电流。部分AFE芯片具备电池均衡功能，能够调整电池组中各个电芯的充电状态，以保持电池组的一致性和延长电池寿命。并且AFE可以检测电池的异常状态，如过充、过放、过热等，并及时反馈给BMS进行处理。

随着AFE的不断进步，它为储能系统的设计和功能升级提供了更多可能性，推动了整个储能行业的技术创新和发展。

AFE芯片的工作原理与发展历程

AFE芯片一般通过内置的采集模块实时监测电池组的电压、电流和温度等关键参数。采集到的数据经过特定的算法进行处理，以计算电池的电量状态（SOC）、健康状态（SOH）等重要信息。

若检测到电池组中各电芯之间存在容量差异，AFE芯片会启动均衡模块，调节各电芯的电量，保证电池组的整体性能和延长使用寿命。处理后的数据通过通讯模块按照设定的通讯协议传输至系统的主控单元或其他监控系统，实现数据的远程监控和管理。

AFE通常采用菊花链通信方式与主控制器进行数据交换，通过串行通信协议如SPI或I2C传输数据。有些AFE芯片还具备一定的数据处理能力，能够对采集到的数据进行初步处理，如计算电池的电量状态和健康状态。

AFE芯片还具备多重保护机制，能在检测到异常情况时及时做出响应，如切断充放电电路，保护电池免受损害。对于具备均衡功能的AFE，它会根据电池状态控制均衡电路，调整电芯的充电状态。随着技术的发展，AFE芯片的软件算法也在不断优化更新，旨在提高数据采集的准确性和处理速度，从而提升整体电池管理的效率和可靠性。

早期的AFE其实主要用于简单的信号放大和滤波，以满足基本的信号处理需求。随着半导体技术的发展，AFE开始集成更多的功能，如ADC和DSP，这使得AFE能够处理更复杂的信号并提供更高精度的转换。

AFE的应用领域从最初的通信和音频处理，逐渐扩展到医疗设备、工业自动化、汽车电子等多个领域。随着技术的进步，AFE的设计变得更加复杂和精密，能够支持更高的采样率、更宽的频带和更低的噪声水平。

现代AFE不仅能够执行基本的信号转换，还能够进行智能信号处理，如自动增益控制、信号识别和分类等。随着下游产业的升级，尤其是电池行业的快速发展，AFE市场在BMS领域迎来了新的增长机遇。

为了满足特定应用的高性能需求，AFE开始向客制化和ASIC的方向发展，以实现更高的集成度和性能优化。

小结

AFE在储能系统中发挥着至关重要的角色，不仅保证了电池组的安全运行，还提升了储能系统的整体性能和管理效率，AFE的性能更是直接影响到BMS的效率和电池的安全性。随着储能技术的发展，AFE芯片也在不断进步，以满足更高的性能要求和更复杂的电池管理需求。

相关问答

西安有以下芯片公司:1,西安紫光国芯半导体有限公司2,美光半导体(西安)有限责任公司3,力成半导体西安有限公司4,三星(中国)半导体有限公司5,西安奕斯伟...

5afe指防盗控制单元故障,需要及时更换,一般常出现在大众车型上。概述:发动机防盗锁止系统(immobiliser\u002Fimmobilizer,简称IMMO)是一种内置到汽...

AF1107是指阿迪达斯推出的一款限量版球鞋,它与正常版球鞋在设计、材质和配色等方面有所不同。具体区别如下:1.设计:AF1107采用了仿古风格的设计,较为复古,...

我国A股中有多家上市公司属于半导体设计类型公司,既包含Fabless模式公司,也含有大量IDM企业,如存储芯片公司兆易创新、光学指纹芯片公司汇顶科技、射频前端公...

有关系。传统方式下,信号需要先经过AFE(AnalogFrontEnd模拟前端)将所有结合在一起输送到芯片中,在芯片中通过ADC(Analog-to-digitalconverter模数转换器....

[回答]芯海科技的芯片研发设计已经很成熟,其压力触控芯片已在国内主流手机厂家的中高端产品上得到大批量应用,如魅族旗舰机型、vivo机型、小米旗舰机型、8...

[回答]芯海科技成立于2003年,总部位于深圳,在合肥、西安等很多地方设立有子公司,业务遍布全球。公司是高新技术企业,被广东省科技厅认定为“广东省物联网...

[回答]http://www.sousw.com/company-1B139AFEAE9C04F3.shtml这是这个的网站无锡帕塔亚纯净水有限如果你的面前有阴影,那是因为你的背后有阳光。感谢合作...

一、SIGNALCHAIN:信号链。一个系统中信号从输入到输出的路径。从信号的采集,放大,传输,处理一直到对相应功率器件产生执行的一整套信号流程叫信...

六个而不是两个非周期转换缓存以减少潜在的通信干扰。整个设计基于状态机控制,以减小响应的延迟时间;在此芯片中未使用微型控制器。为保障高质量,整个芯...