近期，兆易创新推出了一款高精度电池管理系统模拟前端（BMS AFE）芯片GD30BM2016系列，该系列产品解决了当前低压BMS AFE市场面临的测量精度、串数兼容性、安全性，及供应链稳定性等四大痛点。
主要特性
GD30BM2016是一款支持3~16串锂电池包的高精度监测与保护芯片，采用了100V高压BCD工艺。能精确监测电池组的单体电压、电流和温度，同时支持高边充放电功能。而且它还集成了高精度监控系统，以及高度可配置的保护子系统，不仅确保监控的精确性，还简化了系统设计。通过提供过充和过放防护，该芯片有效增强了电池的安全性和性能。其主要特性包括：
- 全温度范围（-40℃～+85℃）单体电压测量误差仅±5mV（典型值甚至可做到±3mV左右），单电芯刷新周期1ms；
- 全温度范围电流检测精度低至±50µV（<5mV时），大电流时精度±1%（>4mV时）；
- NTC温度测量精度±2℃；
- 支持奇偶均衡，最多支持8串均衡功能，内置均衡MOSFET，单串均衡电流最大80mA（实测可稳定70mA+）；
- 集成电荷泵高侧驱动，支持Cell乱序上电，Cell总耐压85V；
- 内置三端保险丝驱动，可实现真正的硬件二级保护；
- 提供三路独立LDO（REG1/REG2/REG18），可分别给主MCU、无线模组、接口等供电；
- 支持400kHz I2C和16MHz SPI两种通信方式，灵活性极高；
- 深度睡眠功耗25～35µA，待机仅5µA，完美适配户储、便携储能的极低待机需求。
具体来看，GD30BM2016能够监测电芯电压、电流、NTC温度、电池组总电压，以及芯片内部温度等关键参数。该芯片配备了两颗独立的16位ADC，分别用于电压和电流的测量。在正常运行期间，电池单元电压通过单个复用ADC以顺序采样的方式进行测量，而电流则由专用的电流ADC连续采样。电流采样与单个电池单元的电压采样同步进行，可用于进行单个电池单元的阻抗测量。
对于AFE芯片重要的均衡功能，GD30BM2016支持自动和手动电池均衡配置。芯片在80mA电流均衡能力的条件下可以稳定运行，同时对于需要更高均衡电流的场景，也支持通过外加MOSFET，或BJT的方式，实现更大的均衡电流。不论是自动还是手动均衡，芯片内部开启均衡方式都是按照占空比方式开启和关闭均衡，而不是在整个周期内均衡一直常开，这样设计的主要原因是，保持内部均衡MOSFET不会过热，同时利用均衡间隙，可以对于电芯的电压进行测量。
当然，更重要的是，它采用完全自主可控的国产晶圆和封测供应链，2025年四季度已实现月产百万级稳定交付，彻底告别海外AFE交期动辄20～30周的尴尬。
典型应用
GD30BM2016适用于3至16节串联电池组，支持的最高堆叠电压范围为5V至80V。而一个完整的BMS（如下图所示）不仅需要BMS AFE芯片，还需要主控制器实现系统控制、数据采集、SOC电量计算，以及对外通信功能。外部系统通常配备一组N型MOSFET，用于管理充放电，高精度串联采样电阻则负责将电池组电流转换为电压供AFE进行采集，同时配备RC滤波电路以稳定电池单元的采样数据，以及均衡放电电阻用于维持电池平衡。
另外，为了给内部LDO提供稳定输入，需要外接电阻与三极管以输出稳定的低压电源。以及在高侧采用P型MOSFET，用于实现预充电和放电功能。
应用场景
GD30BM2016系列芯片不仅具有高精度、高集成度的特性，还具有灵活扩展能力，可与GD32 MCU等其他产品线进行生态组合，广泛应用于电动工具、两轮轮车、便携储能、户储/家储、铁塔备电、AGV、机器人等应用场景。
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