電路菊花鏈

『壹』 請問485模塊的菊花鏈拓撲結構接線是電路圖上的串聯還是並聯。如果有圖且正確的話加分。

rs485不是只能是串聯嗎？powerbus二匯流排可以無極性接線任意拓撲。

『貳』 RS485採用的菊花鏈匯流排拓撲結構，和並聯電路有什麼不同

菊花鏈匯流排拓撲結構來也叫手牽手鏈接源方式，其實是一種並聯方式，但是沒有並聯上的分支，詳盡的解釋如果有圖是最好的，用文字解釋就是，假設A,B,C三個485設備採用菊花鏈拓撲結構，是A的485+，接到B的485+，再從B的485+上引一條線出來接到C的485+上，這樣就像是A,B,C手牽手的鏈接在一起一樣，485-的鏈接方式也是類似，如果有更多的設備以此類推。

『叄』 電路板的布線要求是什麼

PCB布線
在PCB設計中，布線是完成產品設計的重要步驟，可以說前面的准備工作都是為它而做的， 在整個PCB中，以布線的設計過程限定最高，技巧最細、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動布線及互動式布線，在自動布線之前， 可以用互動式預先對要求比較嚴格的線進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行， 以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。
自動布線的布通率，依賴於良好的布局，布線規則可以預先設定， 包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式布經線，快速地把短線連通， 然後進行迷宮式布線，先把要布的連線進行全局的布線路徑優化，它可以根據需要斷開已布的線。 並試著重新再布線，以改進總體效果。
對目前高密度的PCB設計已感覺到貫通孔不太適應了， 它浪費了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現了盲孔和埋孔技術，它不僅完成了導通孔的作用， 還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設計過程是一個復雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設計人員去自已體會， 才能得到其中的真諦。
1 電源、地線的處理
既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由於電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、 地線的布線要認真對待，把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度，以保證產品的質量。
對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因， 現只對降低式抑制噪音作以表述：
（1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
（2）、盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm,最經細寬度可達0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5 mm
對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路, 即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用)
（3）、用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各佔用一層。
2 數字電路與模擬電路的共地處理
現在有許多PCB不再是單一功能電路（數字或模擬電路），而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。
數字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結點，所以必須在PCB內部進行處理數、模共地的問題，而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的介面處（如插頭等）。數字地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統設計來決定。
3 信號線布在電（地）層上
在多層印製板布線時，由於在信號線層沒有布完的線剩下已經不多，再多加層數就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量，成本也相應增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電（地）層上進行布線。首先應考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。
4 大面積導體中連接腿的處理
在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對連接腿的處理需要進行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。
5 布線中網路系統的作用
在許多CAD系統中，布線是依據網路系統決定的。網格過密，通路雖然有所增加，但步進太小，圖場的數據量過大，這必然對設備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤佔用的或被安裝孔、定們孔所佔用的等。網格過疏，通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的網格系統來支持布線的進行。
標准元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小於0.1英寸的整倍數，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6 設計規則檢查（DRC）
布線設計完成後，需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則，同時也需確認所制定的規則是否符合印製板生產工藝的需求，一般檢查有如下幾個方面：
（1）、線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。
（2）、電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
（3）、對於關鍵的信號線是否採取了最佳措施，如長度最短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開。
（4）、模擬電路和數字電路部分，是否有各自獨立的地線。
（5）後加在PCB中的圖形（如圖標、注標）是否會造成信號短路。
（6）對一些不理想的線形進行修改。
（7）、在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字元標志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質量。
（8）、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。
第二篇 PCB布局
在設計中，布局是一個重要的環節。布局結果的好壞將直接影響布線的效果，因此可以這樣認為，合理的布局是PCB設計成功的第一步。
布局的方式分兩種，一種是互動式布局，另一種是自動布局，一般是在自動布局的基礎上用互動式布局進行調整，在布局時還可根據走線的情況對門電路進行再分配，將兩個門電路進行交換，使其成為便於布線的最佳布局。在布局完成後，還可對設計文件及有關信息進行返回標注於原理圖，使得PCB板中的有關信息與原理圖相一致，以便在今後的建檔、更改設計能同步起來, 同時對模擬的有關信息進行更新，使得能對電路的電氣性能及功能進行板級驗證。
--考慮整體美觀
一個產品的成功與否，一是要注重內在質量，二是兼顧整體的美觀，兩者都較完美才能認為該產品是成功的。
在一個PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉。
--布局的檢查
印製板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符？能否符合PCB製造工藝要求？有無定位標記？
元件在二維、三維空間上有無沖突？
元件布局是否疏密有序，排列整齊？是否全部布完？
需經常更換的元件能否方便的更換？插件板插入設備是否方便？
熱敏元件與發熱元件之間是否有適當的距離？
調整可調元件是否方便？
在需要散熱的地方，裝了散熱器沒有？空氣流是否通暢？
信號流程是否順暢且互連最短？
插頭、插座等與機械設計是否矛盾？
線路的干擾問題是否有所考慮？
第三篇 高速PCB設計
（一）、電子系統設計所面臨的挑戰
隨著系統設計復雜性和集成度的大規模提高，電子系統設計師們正在從事100MHZ以上的電路設計，匯流排的工作頻率也已經達到或者超過50MHZ，有的甚至超過100MHZ。目前約50% 的設計的時鍾頻率超過50MHz，將近20% 的設計主頻超過120MHz。
當系統工作在50MHz時，將產生傳輸線效應和信號的完整性問題；而當系統時鍾達到120MHz時，除非使用高速電路設計知識，否則基於傳統方法設計的PCB將無法工作。因此，高速電路設計技術已經成為電子系統設計師必須採取的設計手段。只有通過使用高速電路設計師的設計技術，才能實現設計過程的可控性。
（二）、什麼是高速電路
通常認為如果數字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ~50MHZ，而且工作在這個頻率之上的電路已經佔到了整個電子系統一定的份量（比如說1／3），就稱為高速電路。
實際上，信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高，是信號快速變化的上升沿與下降沿（或稱信號的跳變）引發了信號傳輸的非預期結果。因此，通常約定如果線傳播延時大於1/2數字信號驅動端的上升時間，則認為此類信號是高速信號並產生傳輸線效應。
信號的傳遞發生在信號狀態改變的瞬間，如上升或下降時間。信號從驅動端到接收端經過一段固定的時間，如果傳輸時間小於1/2的上升或下降時間，那麼來自接收端的反射信號將在信號改變狀態之前到達驅動端。反之，反射信號將在信號改變狀態之後到達驅動端。如果反射信號很強，疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態。
（三）、高速信號的確定
上面我們定義了傳輸線效應發生的前提條件，但是如何得知線延時是否大於1/2驅動端的信號上升時間？ 一般地，信號上升時間的典型值可通過器件手冊給出，而信號的傳播時間在PCB設計中由實際布線長度決定。下圖為信號上升時間和允許的布線長度(延時)的對應關系。
PCB 板上每單位英寸的延時為 0.167ns.。但是，如果過孔多，器件管腳多，網線上設置的約束多，延時將增大。通常高速邏輯器件的信號上升時間大約為0.2ns。如果板上有GaAs晶元，則最大布線長度為7.62mm。
設Tr 為信號上升時間， Tpd 為信號線傳播延時。如果Tr≥4Tpd，信號落在安全區域。如果2Tpd≥Tr≥4Tpd，信號落在不確定區域。如果Tr≤2Tpd，信號落在問題區域。對於落在不確定區域及問題區域的信號，應該使用高速布線方法。
（四）、什麼是傳輸線
PCB板上的走線可等效為下圖所示的串聯和並聯的電容、電阻和電感結構。串聯電阻的典型值0.25-0.55 ohms/foot，因為絕緣層的緣故，並聯電阻阻值通常很高。將寄生電阻、電容和電感加到實際的PCB連線中之後，連線上的最終阻抗稱為特徵阻抗Zo。線徑越寬，距電源/地越近，或隔離層的介電常數越高，特徵阻抗就越小。如果傳輸線和接收端的阻抗不匹配，那麼輸出的電流信號和信號最終的穩定狀態將不同，這就引起信號在接收端產生反射，這個反射信號將傳回信號發射端並再次反射回來。隨著能量的減弱反射信號的幅度將減小，直到信號的電壓和電流達到穩定。這種效應被稱為振盪，信號的振盪在信號的上升沿和下降沿經常可以看到。
（五）、傳輸線效應
基於上述定義的傳輸線模型，歸納起來，傳輸線會對整個電路設計帶來以下效應。
• 反射信號Reflected signals
• 延時和時序錯誤Delay & Timing errors
• 多次跨越邏輯電平門限錯誤False Switching
• 過沖與下沖Overshoot/Undershoot
• 串擾Inced Noise (or crosstalk)
• 電磁輻射EMI radiation
5.1 反射信號
如果一根走線沒有被正確終結(終端匹配)，那麼來自於驅動端的信號脈沖在接收端被反射，從而引發不預期效應，使信號輪廓失真。當失真變形非常顯著時可導致多種錯誤，引起設計失敗。同時，失真變形的信號對雜訊的敏感性增加了，也會引起設計失敗。如果上述情況沒有被足夠考慮，EMI將顯著增加，這就不單單影響自身設計結果，還會造成整個系統的失敗。
反射信號產生的主要原因：過長的走線；未被匹配終結的傳輸線，過量電容或電感以及阻抗失配。
5.2 延時和時序錯誤
信號延時和時序錯誤表現為：信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時保持一段時間信號不跳變。過多的信號延時可能導致時序錯誤和器件功能的混亂。
通常在有多個接收端時會出現問題。電路設計師必須確定最壞情況下的時間延時以確保設計的正確性。信號延時產生的原因：驅動過載，走線過長。
5.3 多次跨越邏輯電平門限錯誤
信號在跳變的過程中可能多次跨越邏輯電平門限從而導致這一類型的錯誤。多次跨越邏輯電平門限錯誤是信號振盪的一種特殊的形式，即信號的振盪發生在邏輯電平門限附近，多次跨越邏輯電平門限會導致邏輯功能紊亂。反射信號產生的原因：過長的走線，未被終結的傳輸線，過量電容或電感以及阻抗失配。
5.4 過沖與下沖
過沖與下沖來源於走線過長或者信號變化太快兩方面的原因。雖然大多數元件接收端有輸入保護二極體保護，但有時這些過沖電平會遠遠超過元件電源電壓范圍，損壞元器件。
5.5 串擾
串擾表現為在一根信號線上有信號通過時，在PCB板上與之相鄰的信號線上就會感應出相關的信號，我們稱之為串擾。
信號線距離地線越近，線間距越大，產生的串擾信號越小。非同步信號和時鍾信號更容易產生串擾。因此解串擾的方法是移開發生串擾的信號或屏蔽被嚴重干擾的信號。
5.6 電磁輻射
EMI(Electro-Magnetic Interference)即電磁干擾，產生的問題包含過量的電磁輻射及對電磁輻射的敏感性兩方面。EMI表現為當數字系統加電運行時，會對周圍環境輻射電磁波，從而干擾周圍環境中電子設備的正常工作。它產生的主要原因是電路工作頻率太高以及布局布線不合理。目前已有進行 EMI模擬的軟體工具，但EMI模擬器都很昂貴，模擬參數和邊界條件設置又很困難，這將直接影響模擬結果的准確性和實用性。最通常的做法是將控制EMI的各項設計規則應用在設計的每一環節，實現在設計各環節上的規則驅動和控制。
（六）、避免傳輸線效應的方法
針對上述傳輸線問題所引入的影響，我們從以下幾方面談談控制這些影響的方法。
6.1 嚴格控制關鍵網線的走線長度
如果設計中有高速跳變的邊沿，就必須考慮到在PCB板上存在傳輸線效應的問題。現在普遍使用的很高時鍾頻率的快速集成電路晶元更是存在這樣的問題。解決這個問題有一些基本原則：如果採用CMOS或TTL電路進行設計，工作頻率小於10MHz，布線長度應不大於7英寸。工作頻率在50MHz布線長度應不大於1.5英寸。如果工作頻率達到或超過75MHz布線長度應在1英寸。對於GaAs晶元最大的布線長度應為0.3英寸。如果超過這個標准，就存在傳輸線的問題。
6.2 合理規劃走線的拓撲結構
解決傳輸線效應的另一個方法是選擇正確的布線路徑和終端拓撲結構。走線的拓撲結構是指一根網線的布線順序及布線結構。當使用高速邏輯器件時，除非走線分支長度保持很短，否則邊沿快速變化的信號將被信號主幹走線上的分支走線所扭曲。通常情形下，PCB走線採用兩種基本拓撲結構，即菊花鏈(Daisy Chain)布線和星形(Star)分布。
對於菊花鏈布線，布線從驅動端開始，依次到達各接收端。如果使用串聯電阻來改變信號特性，串聯電阻的位置應該緊靠驅動端。在控制走線的高次諧波干擾方面，菊花鏈走線效果最好。但這種走線方式布通率最低，不容易100%布通。實際設計中，我們是使菊花鏈布線中分支長度盡可能短，安全的長度值應該是：Stub Delay <= Trt *0.1.
例如，高速TTL電路中的分支端長度應小於1.5英寸。這種拓撲結構佔用的布線空間較小並可用單一電阻匹配終結。但是這種走線結構使得在不同的信號接收端信號的接收是不同步的。
星形拓撲結構可以有效的避免時鍾信號的不同步問題，但在密度很高的PCB板上手工完成布線十分困難。採用自動布線器是完成星型布線的最好的方法。每條分支上都需要終端電阻。終端電阻的阻值應和連線的特徵阻抗相匹配。這可通過手工計算，也可通過CAD工具計算出特徵阻抗值和終端匹配電阻值。
在上面的兩個例子中使用了簡單的終端電阻，實際中可選擇使用更復雜的匹配終端。第一種選擇是RC匹配終端。RC匹配終端可以減少功率消耗，但只能使用於信號工作比較穩定的情況。這種方式最適合於對時鍾線信號進行匹配處理。其缺點是RC匹配終端中的電容可能影響信號的形狀和傳播速度。
串聯電阻匹配終端不會產生額外的功率消耗，但會減慢信號的傳輸。這種方式用於時間延遲影響不大的匯流排驅動電路。 串聯電阻匹配終端的優勢還在於可以減少板上器件的使用數量和連線密度。
最後一種方式為分離匹配終端，這種方式匹配元件需要放置在接收端附近。其優點是不會拉低信號，並且可以很好的避免雜訊。典型的用於TTL輸入信號(ACT, HCT, FAST)。
此外，對於終端匹配電阻的封裝型式和安裝型式也必須考慮。通常SMD表面貼裝電阻比通孔元件具有較低的電感，所以SMD封裝元件成為首選。如果選擇普通直插電阻也有兩種安裝方式可選：垂直方式和水平方式。
垂直安裝方式中電阻的一條安裝管腳很短，可以減少電阻和電路板間的熱阻，使電阻的熱量更加容易散發到空氣中。但較長的垂直安裝會增加電阻的電感。水平安裝方式因安裝較低有更低的電感。但過熱的電阻會出現漂移，在最壞的情況下電阻成為開路，造成PCB走線終結匹配失效，成為潛在的失敗因素。
6.3 抑止電磁干擾的方法
很好地解決信號完整性問題將改善PCB板的電磁兼容性(EMC)。其中非常重要的是保證PCB板有很好的接地。對復雜的設計採用一個信號層配一個地線層是十分有效的方法。此外，使電路板的最外層信號的密度最小也是減少電磁輻射的好方法，這種方法可採用"表面積層"技術"Build-up"設計製做PCB來實現。表面積層通過在普通工藝 PCB 上增加薄絕緣層和用於貫穿這些層的微孔的組合來實現 ，電阻和電容可埋在表層下，單位面積上的走線密度會增加近一倍，因而可降低 PCB的體積。PCB 面積的縮小對走線的拓撲結構有巨大的影響，這意味著縮小的電流迴路，縮小的分支走線長度，而電磁輻射近似正比於電流迴路的面積；同時小體積特徵意味著高密度引腳封裝器件可以被使用，這又使得連線長度下降，從而電流迴路減小，提高電磁兼容特性。
6.4 其它可採用技術
為減小集成電路晶元電源上的電壓瞬時過沖，應該為集成電路晶元添加去耦電容。這可以有效去除電源上的毛刺的影響並減少在印製板上的電源環路的輻射。
當去耦電容直接連接在集成電路的電源管腿上而不是連接在電源層上時，其平滑毛刺的效果最好。這就是為什麼有一些器件插座上帶有去耦電容，而有的器件要求去耦電容距器件的距離要足夠的小。
任何高速和高功耗的器件應盡量放置在一起以減少電源電壓瞬時過沖。
如果沒有電源層，那麼長的電源連線會在信號和迴路間形成環路，成為輻射源和易感應電路。
走線構成一個不穿過同一網線或其它走線的環路的情況稱為開環。如果環路穿過同一網線其它走線則構成閉環。兩種情況都會形成天線效應(線天線和環形天線)。天線對外產生EMI輻射，同時自身也是敏感電路。閉環是一個必須考慮的問題，因為它產生的輻射與閉環面積近似成正比。
結束語
高速電路設計是一個非常復雜的設計過程，ZUKEN公司的高速電路布線演算法(Route Editor)和EMC/EMI分析軟體(INCASES,Hot-Stage)應用於分析和發現問題。本文所闡述的方法就是專門針對解決這些高速電路設計問題的。此外，在進行高速電路設計時有多個因素需要加以考慮，這些因素有時互相對立。如高速器件布局時位置靠近，雖可以減少延時，但可能產生串擾和顯著的熱效應。因此在設計中，需權衡各因素，做出全面的折衷考慮；既滿足設計要求，又降低設計復雜度。高速PCB設計手段的採用構成了設計過程的可控性，只有可控的，才是可靠的，也才能是成功的！

『肆』 電路圖中的COM是什麼接線

電路圖中的COM是接地線。

接地線就是與地連接的導線，家裡的衛生間里有一個接地端子箱，位置在離地面0.3米的地方，仔細找找就能看到，這個箱子裡面有好幾個接地的接線端子，可以按需要接地用的。如果在裝修時請了非正規的施工人員施工，接地箱可能被用水泥封掉，就永遠不能用。

(4)電路菊花鏈擴展閱讀：

（1）接地體：與大地緊密接觸並與大地形成電氣連接的一個或一組導體。

（2）外露可導電部分：電氣設備能觸及的可導電部分。正常時不帶電，故障時可能帶電，通常為電氣設備的金屬外殼。

（3）主接地端子板：一個建築物或部分建築物內各種接地（如工作接地、保護接地）的端子和等電位連接線的端子的組合。如成排排列，則稱為主接地端子排。

（4）保護線（PE）：將上述外露可導電部分，主接地端子板、接地體以及電源接地點（或人工接地點）任何部分作電氣連接的導體。對於連接多個外露可導電部分的導體稱為保護干線。

『伍』 ab543c是什麼晶元

ab543c是/BMS晶元單車用量達到12顆，到2025年，其市場規模將達3億美元。
BMS（Battery management system）應用領域廣闊，消費類下游市場是其最主要的應用，如手機、平板、筆記本等。但近幾年，電動汽車起勢迅猛，高壓、高容量密度、快充等特性對BMS提出了更高的要求，也帶動單車BMIC（電池管理晶元）需求翻倍增長。
根據財通證券測算，2021年，全球新能源汽車領域BMIC市場規模約2.81億美元，預計2026年將達到15.13億美元，CAGR為40.07%，較手機BMIC市場規模的CAGR（1.92%），翻了20倍。
閱讀本文，你將了解以下內容：
1. BMS的上車史
2. BMS的晶元成分
3. BMS晶元的玩家們
01
BMS概念與來歷
BMS即電池管理系統（Battery management system）。顧名思義是管理電動汽車動力電池的一套系統。BMS扮演著整車電池系統的管家角色，主要功能是采樣測量和評估管理，這兩大功能由電池控制器單元（BatteryControl Unit，BCU）和電池管理單元（BatteryManagementUnit，BMU）構成。
作為汽車三電系統之一，電池占整車成本的30%-40%左右，因此BMS對整車也是極其重要的一部分。但BMS也並不是電動汽車時代下的產物，它也跟隨著電池技術的發展以及應用場景的復雜度不同而變化著。
從銅鋅電池到鉛酸電池，再到現在的鋰電池或鈉離子電池，電池技術在近幾十年取得了長足的進步。早期的電池如鎳鎘電池，往往以單體電池的形式出現，所以對電池的狀態不需要嚴加看管。
但到後面，電池以多節串聯的形式出現後，問題就來了：每節電池的特性存在差異，電池之間的電量均衡也存在差異。
「兩人三足」大家都玩過吧，很考驗團隊配合能力，總有豬隊友步子邁大了，三天兩頭鼻青臉腫，時間久了，身子垮了，人心散了，還能跑得動嗎？
換作電池也是一樣，最終結果會導致某節電池經常處於過充或過放的狀態，整體電池組的壽命大打折扣，因此人們便手動定期進行檢查電池的一致性。
傳統意義上的手工活耗時費力並且無法做到實時監控，所以現代意義上的BMS由此誕生。現代BMS功能也是由儉入奢，從早期簡單的電壓、溫度、電流等基本參數監控外，慢慢發展至多個功能如實時監控、電池均衡管理、防過充及過放等。
BMS系統可以劃分為硬體、底層軟體和應用層軟體三大部分，硬體部分包含BMIC、感測器等；底層軟體基於汽車開放系統結構（AUTOSAR）將BMS劃分為多個區塊，實現對不同硬體進行配置；應用層軟體主要功能包括充電管理、電池狀態估算、均衡控制、故障管理等。
雖然IC占整體動力電池成本的5%左右，但現在電動汽車動力電池講究高能量密度與高可靠性，如特斯拉採用的18650電池，由7000多節電芯以串聯+並聯方式構成，如此多數量的電芯之間參數也不盡相同，對BMS更是提出了艱難的要求。
特斯拉Model S依靠一顆TI的電池監控和保護晶元BQ76PL536實現了18650電池的管理，但BMIC可不止這些。
02
BMS里藏著哪些晶元？
在了解BMS晶元之前，我們先來了解下BMS的架構。
BMS拓撲架構分為集中式與分布式。大家一看到集中式是不是認為這是主流？那就錯了。
集中式BMS結構緊湊，成本低，但線束多，通道數量有限，一般用於容量低、系統體積小且低壓的場景中，比如電動兩輪車、機器人、智能家居等。

集中式結構示意圖
分布式BMS結構可以理解為主+從的關系，從控單元負責採集電池數據，均衡功能等，主控單元處理數據，判斷電池運行情況，進行充電管理、熱管理、故障管理等，並且與外部車載控制器等進行實時通信。

分布式結構示意圖
電動汽車動力電池向高能量密度、高壓及大體積方向發展，在混動和純電動汽車上主要採用的是分布式BMS架構，如BMW i3/i8/X1、特斯拉Model S/X、比亞迪秦等。雖然控制復雜、成本較高，但勝在靈活性強、線束少。
基於分布式BMS結構，我們將晶元進行分類：
數據採集部分
AFE（模擬前端）：AFE泛指電池監測晶元，主要配合各種感測器採集電芯電壓、溫度等信息，僅具有參數監測功能。此外，AFE一般集成被動均衡技術。這里提一下什麼是電池均衡，如前文所述，一般高串數電池組中，每個電池的電壓、電量會有所不同，為了保障之間的電量均衡，所以採取主動均衡或被動均衡。
被動均衡通過無源器件將電量多的電芯通過電阻發熱消耗掉多餘電量，而主動均衡是將多餘電量進行轉移，實現電芯間的能量流動。被動均衡成本低，可靠性高但增加系統損耗。主動均衡所需元器件較多，成本高，但利於降低系統損耗。
電量計量晶元：採集電池信息，並採用特定演算法對電池的SOC（荷電狀態，即剩餘電量）和SOH（電池健康狀態，即老化程度）等參數進行估算，並將結果傳送給控制晶元。
控制部分
電池保護晶元：監測電池充放電情況，包括過壓、過流、過熱等，一旦發現異常情況可以及時切斷電路，保護電池系統的安全。目前，部分計量和充電晶元會集成電池保護功能。
充電管理晶元：主要負責充放電管理。根據鋰電特性自動進行預充、恆流充電、恆壓充電。充電管理晶元使電壓、電流達到可控狀態，可以有效的控制充電的各個階段的充電狀態，保護電池 過放電、過壓、過充、過溫，最終有利於電池的壽命延續。
充電管理晶元根據工作模式不同可以分為開關、線性、開關電容。開關型適用於大電流應用，且具靈活性，常用的快充方案都是採用開關型；線性一般應用於小功率充電場景，如便攜電子設備；開關電容型充電效率高，但架構受限，一般與開關型搭配使用。
MCU：負責繼電器控制、SOC/SOH估算、電池數據收集、存儲等。需要滿足AEC-Q100、ISO26262等認證。相較於消費級及工規MCU，車規級MCU壁壘更高，對可靠性、一致性、安全性、穩定性有著硬性要求。
通信部分
數字隔離器件：在BMS系統中，SOX（包含SOC、SOH等）演算法一般在MCU中執行，因此在AFE與MCU間通常採用數字隔離器件來進行通信。

圖為菊花鏈結構，來源：ADI
目前主流通訊架構為菊花鏈架構，每個AFE之間互相連接，然後通過一顆隔離通訊晶元連接到MCU，減少了通訊晶元的數量。相對於CAN匯流排，菊花鏈架構的優點在於一旦中間斷開，後面的AFE晶元仍可以繼續通訊。
以下是小鵬BMS采樣板、特斯拉Model S采樣板和通用Ultium無線BMS中所用到的一些具體晶元信息：
小鵬G3 BMS采樣板如下圖：

採用AFE+隔離+單片機+CAN的結構，電芯采樣部分採用的AFE晶元是ADI LTC6811-1，隔離通訊器件採用的是ADI LTC6820。單片機採用的是NXP S9S12G128F0MLF，SBC晶元採用的是NXP UJA1167，內部集成高速CAN和LDO。
特斯拉Model S采樣板如下圖：

AFE晶元採用的是TI BQ75PL536A，數字隔離器件採用的是Silicon Labs（芯科科技）SI8642ED，MCU採用的是Silicon Labs C8051F543。
通用無線BMS系統電路板如下圖：

目前提供無線BMS解決方案的主要有德州儀器和ADI兩家，上圖使用的是ADI的方案，由偉世通提供設計和製造。無線BMS系統中，感知單元獲取電池基本信息，通過2.4GHz通信傳送至控制模塊中。
該系統中的核心晶元是ADI ADRF8850和TI TPS3850。ADRF8850是低功耗集成片上系統（SoC）其中包括一個2.4 GHz的ISM頻段無線電和一個嵌入式微控制器單元（MCU）子系統。ADRF8850在電池單元監測晶元和電池管理系統（BMS）控制器之間提供無線通信。TPS3850是TI的電源和看門狗晶元。
TI在無線BMS系統中提供的晶元是SimpleLink™ CC2662R-Q1和BQ79616-Q1，前者是無線MCU，後者是電池監控器和均衡器，兩者均滿足ASIL-D等級。
03
BMS晶元的玩家們
BMIC的研發橫跨電、熱、化學等多學科，被業內冠以「模擬晶元的皇冠」的稱號。
其中AFE的主要供應商有ADI、TI、ST、NXP、瑞薩等，ADI的產品主要來自收購的Linear Technology和美信，瑞薩的產品主要來自收購的Intersil。MCU的主要供應商有NXP、ST、TI、英飛凌等，目前國內也有不少MCU廠商都在積極布局車規級產品，比如兆易創新、芯旺微等。數字隔離器件的主要供應商有TI、ADI、Silicon Labs等。

部分AFE晶元信息 來源：安信證券（截至2022年4月）
國內BMS相關晶元企業如下：

來源：安信證券
整體來看，國產晶元在汽車動力電池領域仍在初步布局階段，BMIC長期被 TI、ADI等歐美企業壟斷。
這其中主要原因在於車規級晶元認證要求嚴苛，技術門檻高。車規級認證規范包括AEC-Q100、ISO 26262和IATF 16949等。其中，ISO26262是汽車晶元功能安全認證。汽車功能安全從ASIL-A到ASIL-D分為四個等級，A最低，主要用在車身控制等與行駛安全關聯度較低的系統中；D最高，主要用發動機等與行駛安全息息相關的系統中。功能安全要求較高，電路和系統設計難度較大，是目前車規晶元驗證耗時最長的環節之一。另一方面，模擬器件利潤較低，企業投產布局多持謹慎態度。
04
結 語
BMS的下游應用領域主要包括消費電子、汽車動力電池、儲能。其中，動力電池是BMS最大的應用領域，2020年份額達到54%。但是汽車動力電池相較於其他應用領域，要求絕對的高可靠性、安全性，因此BMS在汽車領域雖然有更為廣闊的市場空間，但也更具有挑戰性。
晶元技術是BMS產業鏈的核心，據財通證券測算，2021年全球新能源車領域 BMIC市場規模約2.81億美元，預計2026年將達到15.13億美元，2021-2026年CAGR=40.07%。伴隨著新能源汽車的發展，以及車用晶元的持續緊缺，我國BMS晶元需求持續增長，國產替代正當時。