恩智测控N9000系列高性能模块化电池模拟器,精度可达0.1mV,可完美匹配AFE芯片测试需求
什么是AFE芯片?
AFE(Analog Front End,模拟前端)芯片是一种用于模拟信号采集和处理的集成电路,可对输入信号进行放大、滤波、采样、量化等处理,以便后端MCU进行分析。目前,AFE芯片已广泛应用于电动汽车、储能、医疗等多个行业。
以典型的BMS AFE芯片为例,主要包括采集模块、均衡开关、通信模块等。其中,采集模块包含模数转换器、参考基准和多路开关,通过模数转换器实时测量电池单体电压、温度等参数。均衡开关负责电芯的均衡控制,通信模块负责AFE与MCU之间的数据交互,一般采用SPI、I2C等通信方式。
电动汽车、储能等行业的高速发展带动了AFE芯片市场的需求增长。根据恒州诚思YH Research发布的模拟前端(AFE)市场报告,2022年全球模拟前端(AFE)市场销售额为8.77亿美元,预计2029年将达到25.4亿美元,年复合增长率(CAGR)高达16.26%。
AFE芯片测试需求
AFE芯片是汽车BMS、储能BMS等产品的核心部件,其性能好坏直接决定了BMS运行的准确性、可靠性。因此,AFE芯片测试也成为了芯片厂家的关注重点,其测试需求具有多功能、多通道高速同步、高精度三大特点。
多功能
由图1结合市面主流AFE芯片产品可知,AFE芯片通常具有如下功能:
1)单体电芯电压采集;
2)电芯温度采集;
3)电芯均衡;
4)状态估算:SOC、SOH等;
5)异常报警与保护:保护过充、过放、过温、采集线断路等。
因此,对于AFE芯片测试设备,需要具备单体电压模拟、温度模拟、均衡、状态模拟、故障模拟等多种功能,并尽量降低占用空间。
多通道高速同步
储能5MWh、电动汽车800V时代,更多电池串数已成必然趋势。目前大储/工商储电池串数最高可达416S,800V平台电动汽车可达192S,多通道数据的高速同步采集、上传,也成为了AFE芯片厂家的宣传点之一,目前市面主流AFE芯片电池电压测量的同步时间≤1ms。
因此,对于AFE芯片测试设备,其单体电压输出同步性、通信指令响应及时性,也是芯片厂家的关注重点。
高精度
AFE芯片的单体电压采集精度直接决定决定了状态估算、均衡、保护等功能的准确性。因此芯片的采集精度越来越高。由表1可知,全球主流车规级AFE芯片测量精度最高可达0.5mV,休眠功耗一般为μA级。
对于AFE芯片测试设备,其单体电压模拟精度应优于0.16mV,并应具备μA级漏电流测量功能。
NGI高性能多通道电池模拟器
针对以上测试需求,NGI推出N9000系列模块化高性能电池模拟器,具有模块化、高速同步控制、高精度三大特点,可完美匹配AFE芯片测试需求:
模块化设计
4U空间集成36×单体电芯模拟+36×故障模拟+36×温度模拟,相同通道数所占用空间为传统方案的45%;
高速同步控制
指令响应≤1ms;200+通道同步性≤200μs,匹配主流AFE芯片同步采集测试需求;
高精度
精度可达0.1mV,匹配AFE高精度发展趋势。
目前,NGI高性能电池模拟器已广泛应用于NXP等全球头部AFE芯片企业。
近年来,恩智(NGI)坚持高强度研发投入,拥有广泛的测控和电子技术类产品线,如NXI测控平台、电池模拟器、直流电源&电子负载、半导体测试源表、锂电池/超级电容测试产品等,并推出多个具有行业竞争力的应用解决方案。
未来,NGI将进一步聚焦客户应用,致力于新能源、消费类电子、半导体、科研/教育、汽车电子等相关领域测控解决方案的研究与探索。强化高端产品和解决方案的部署,形成从技术到服务,跨行业全场景的产品体系和测试方案,为客户解决测试挑战和创造核心价值。
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