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2026储能“芯”战事,主动均衡开始崛起

Simon观察 来源:电子发烧友网 作者:黄山明 2026-05-29 17:30 次阅读
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电子发烧友网报道(文/黄山明)在储能系统迈入GWh规模化,大电芯普遍化,以及电力市场全面深化交易的2026年,BMS中的均衡芯片已经从过去的可选变为了强需求。

值得注意的是,我们看到主动均衡成本向被动均衡逼近,同时AFE、均衡、保护进一步集成,算法从电压/SOC走向阻抗/寿命联合均衡。

主动均衡与被动均衡

当前市场呈现出被动均衡向AFE高度集成,而主动均衡独立突破并走向规模化应用的并存格局。首先看被动均衡,主要是通过电阻发热消耗多余电量。电流典型为30-200mA,少数做到300-500mA,由于是被动均衡,通常只在充电末段启动。

而主动均衡则是通过电感/电容/变压器等,把高SOC电芯能量搬到低SOC电芯。主动均衡芯片0.5-4A已量产,实验室/方案级可到10A级。主动的好处便是全程可工作,压差/SOC差即启动。好的方案效率更是高于90-95%,通过能量转移而非耗散。

不过这也意味着主动均衡芯片的电路更复杂、BOM成本更高,并且还需要控制算法和功率器件,主要应用在大电芯、大型储能电站以及其他高价值项目中。

从行业现状来看,被动均衡仍然是主流,尤其是在户储、小工商储和成本敏感项目中。目前市场上绝大多数AFE芯片都集成了内部被动均衡功能。随着储能系统向高压直挂发展,AFE均衡芯片正在追求更高的单芯片串数和更高的耐压等级,以精简电路设计

随着亿纬锂能等厂商推出628Ah甚至更大容量的储能专用大电芯,电池运行中的不一致性带来的容积木桶效应更加严重。被动均衡面对大电池无能为力。主动均衡芯片通过电感、电容或变压器将高电量电芯的能量转移到低电量电芯,均衡电流通常在1A-5A,正成为大型工商业与电网级储能的标配。

越来越多人开始认为,未来的均衡芯片,本质上将不再是简单的模拟采样芯片,而会逐渐演化为一种“微型能源路由器”。

长期以来,高精度AFE及均衡控制核心芯片主要被TIADINXP等海外巨头垄断。但到2026年,国内本土厂商在储能BMS芯片化和自主替代上取得了突破性进展,第三方BMS市场的国产化率大幅上升。

各厂商的均衡芯片产品

目前行业的核心技术路线,主要掌握在几家头部模拟芯片企业手中,其中最强势的仍然是ADI与TI。

例如ADI旗下的LTC6813几乎已经成为高端储能BMS中的经典产品。这颗芯片支持18串电芯监控,采样精度能够做到1mV级以下,并且采用ADI独有的isoSPI通信架构,在强电磁干扰环境中拥有极强稳定性。由于储能系统通常工作在1000V-1500V高压环境中,且PCS、IGBT、SiC器件会产生大量EMI,因此通信可靠性实际上比绝对精度更加重要。

LTC6813真正厉害的地方,不只是精度,而是它在超大型系统中的稳定性。很多工商业储能柜、海外大型储能电站,至今仍大量使用这一架构。

而ADI在2025年之后推出的新一代ADBMS系列,则开始明显向智能BMS方向演进。其重点已经不仅仅是采样,而是开始强化实时诊断、高速同步采样、故障预测以及云端BMS能力。这意味着均衡芯片开始逐渐接入AI与数据分析系统。

与此同时,TI的BQ79616与BQ79718系列正在快速崛起。TI路线与ADI最大的不同,在于其更强调高速通信与高集成度。尤其是在大型集中式BMS中,TI方案开始表现出极强竞争力。BQ79718已经明显不再满足于传统被动均衡,而是开始直接针对主动均衡架构优化,其设计包括更复杂的电感式能量转移以及Cell-to-Pack均衡。

除了欧美厂商之外,近年来另一个非常明显的变化,是中国厂商开始快速切入这一市场。

过去,中国在BMS均衡芯片领域长期较弱,核心原因并不在于数字逻辑,而在于高精度AFE极难实现。储能BMS要求在高共模、高EMI环境下维持mV级采样精度,同时还要满足ASIL功能安全认证,这对模拟设计能力要求极高。

但随着中国储能产业链全面崛起,本土芯片企业也开始迅速突破,包括纳芯微、杰华特、比亚迪半导体等厂商,都开始推出储能AFE与均衡方案。

比亚迪半导体的均衡方案主要深度集成在其自研的车规级AFE芯片中,以极高的集成度和较强的被动均衡能力著称。其核心代表为BF891X系列(如BF8915A1、BF8915B1、BF8916A等),该系列芯片专为高压电池模组设计,单颗芯片可支持16串(BF8915A1/B1)或18串(BF8916A)电池的同步高精度测量。

在均衡性能上,BF891X系列内部集成了16或18路被动均衡MOS开关,其中BF8915A1最大可支持4.2V下200mA的内部均衡电流,升级版BF8915B1及18通道的BF8916A则将内部均衡电流提升至4.2V下300mA,能够较快地动态调节电芯压差。

在采集精度方面,BF8915A1/B1在室温下典型测量误差≤±3mV,全温度范围内≤±5~7mV;经过板级校正后,在0.5-4.5V区间内可达到±1mV级精度,因此官方常以“±1mV级高精度采集”进行宣传。该芯片采用120V高压SOI全隔离工艺设计,支持高速回环菊花链双向通信,抗干扰能力强;多芯片可通过菊花链级联,实现多达数百个电压/温度通道的同时检测,适配新能源汽车刀片电池及大型储能系统对高可靠性的严苛要求。

杰华特在便携式储能和电动工具领域提供了高集成度的AFE产品线,其被动均衡功能直接集成于芯片内部。以JW3376为例,这款芯片适用于11至16串的锂离子或磷酸铁锂电池组,内置14位ADC进行电压采集,并配备被动均衡开关。

杰华特的优势在于产品矩阵的灵活性,除了JW3376,还有适配4-10串电池的JW3370等型号,均支持通过SPI接口与主控MCU通讯。其中,JW3370明确支持最多3节连续电芯同时进行被动放电均衡。这种高集成度的被动均衡AFE方案,有效减少了外围器件数量,有利于简化硬件设计,并降低便携式储能设备的BOM成本与PCB尺寸。

均衡系统的发展趋势

随着2026年中国储能全面走向独立市场主体,电价随供需秒级波动的背景下,均衡芯片的技术路线正在发生根本性的变革。

早期的主动均衡多采用相邻电芯能量交换,效率低下。未来的主动均衡芯片将更多地结合拓扑结构创新,支持单体电芯与蓄能总线、甚至跨簇之间的能量任意调度。通过双向 DC-DC 拓扑,实现真正意义上的“精准扶贫”与“全系统高效循环”。

并且未来的趋势绝非主动完全替代被动,而是分场景融合,即在静态及微小差异时,使用低成本的内部被动均衡。在充放电末期、大电流动态冲击、或电芯严重老化时,自动触发大电流双向主动均衡。 这种协同由集成了算法的SoC或高集成度AFE均衡芯片自动切换。

芯片功能的高度集成也是一种趋势,如MPS的MPF1177x系列,未来的均衡芯片不再是孤立的模拟开关,而是演变为集成了“AFE + MCU(核心算法)+驱动+均衡控制”的主动智能芯片。芯片内部将直接封装电芯物理模型,无需等待上层BMS主控下达指令,在芯片层即可完成自主均衡决策。

并且AI开始与预测性均衡结合,例如恩智浦将EIS阻抗测量集成到芯片组中便是这一趋势的开端。

未来的均衡芯片不仅仅根据“电压差”来决定是否均衡,而是结合电芯阻抗、SOC、SOH以及AI预测的未来充放电曲线。在电压尚未发生明显偏离前,芯片就已经提前进行“预测性均衡”,从而最大化提升GWh级电站的整体充放电吞吐量和套利效率。

总结

未来的储能均衡芯片,正在从一个单纯消耗多余电量的发热电阻控制器,蜕变为集成了阻抗感知、智能算力与能量调度能力的芯片级微型电网路由器。而当储能行业真正进入20年寿命竞争阶段后,这类芯片的重要性,可能会远远超过今天很多人对它的认知。
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