汽车对BMIC芯片的额外要求有哪些？

下面详细介绍汽车 BMIC 芯片相较消费、工业 BMIC 芯片的额外要求。

1. 高压系统渗透率提升将带动单车 BMIC 需求翻倍增长

目前新能源汽车电池电压普遍在 400V 左右，例如理想 One 动力电池额定电压为 350.4V，比亚迪秦的动力电池电压则在 500V 左右。根据电路原理，功率 P=电压 U×电流 I，在相同功率下，电压越大，电流越小，相应地电流在传导过程中产生的 热损耗也越小。因此，目前主流车企均布局高压平台。电压升高而电流减小，传统 的 IGBT 器件在功耗上不再具有优势，SiC 器件也因此成为了高压平台的主流。而 常见的 SiC 器件击穿电压一般为 1200V，考虑安全裕量，800V 成为了车企高压 平台电压的主流选择。根据我们前文测算过程，AFE 芯片的需求与电压基本成正 比，因此平台电压从 400V 升高到 800V 将带动 AFE 需求翻倍成长。

2. 电芯技术体系升级对 AFE 使用量影响较小

目前通常讨论的动力电池技术体系分为锂离子电池和钠离子电池两种，其中锂 离子电池又可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂（LFP）、三元锂等。早期锂电 池主要应用于 3C 产品，以钴酸锂为主；后续随着新能源客车普及，磷酸铁锂 （LFP）电池需求快速增长；近年来随着新能源乘用车的普及，锂电池体系呈 现 LFP 和三元锂电池共存的局面。未来随着钠离子电池技术的发展，钠离子电 池需求亦有望迎来快速增长。 我们对比电芯额定电压容易发现，不同技术体系的电芯额定电压基本相同，区 间在 3.00-3.80V。因此容易判断，电芯技术体系升级对 AFE 使用量影响较小。

3. 车规应用场景对 BMIC 芯片提出更高要求

与工业、消费等应用场景不同，电动汽车 BMIC 芯片与乘员安全息息相关，因 此在芯片可靠性、安全性、一致性方面提出了更高要求。主要规范包括 AECQ100、ISO26262 和 IATF16949 等。 AEC-Q100 是一种基于故障机制的集成电路应力测试方法，包括了一系列应 力测试，芯片需要通过高温高湿、振动、静电放电等场景的测试方能取得认证。 ISO26262 是汽车芯片功能安全认证，旨在确保系统整体对外界输入和干扰能 够正确响应（哪怕在部分电路失效的情况下），避免造成人体健康损害或人身损 伤。功能安全从 ASIL-A 到 ASIL-D 分为四个等级，A 最低，主要用在车身控 制等与行驶安全关联度较低的系统中；D 最高，主要用发动机等与行驶安全息 息相关的系统中。功能安全要求较高，电路和系统设计难度较大，是目前车规 芯片验证耗时最长的环节之一。

IATF16949 是汽车生产质量管理体系认证，涵盖产品安全、风险管理和应急计 划、嵌入式软件要求、变更和质保管理、次级供应商管理等 5 个方面，该认证 主要面向企业和产线，获得 IATF 16949 认证能够证明公司满足在供应链中建 立持续改进过程、强调缺陷预防以及减少变差和浪费的质量管理体系要求。该 技术规范适用于所有产品或生产材料制造商和供应商、热处理或镀锌等服务， 以及汽车客户规定的其他产品。 为了满足功能安全需求，在汽车 BMS 系统中，SOX 算法一般放在主控 MCU 完成，因此需要构建 AFE 到 MCU 之间的通讯链路。早期方案一般采用星型架 构，每一颗 AFE 芯片都需要配备单独的隔离通讯芯片，并单独连接至 MCU。 随着技术发展，菊花链架构逐渐成为主流，每颗 AFE 芯片之间通过差分信号线 和隔离电容（或隔离变压器）串联，并通过一颗单独的隔离通讯芯片连接到 MCU，极大地减少了通讯芯片的数量。