春光作序,万物更“芯”,Qorvo 4月11日BMS系统主题演讲全程回顾

春光作序,万物更“芯”,Qorvo 4月11日BMS系统主题演讲全程回顾
2024年04月18日 18:07 充电头网

2024年4月11日,Qorvo春光作序,万物更“芯”主题媒体活动准时在北京南阳共享际剧场顺利举办。Qorvo凭借其强大的技术实力和对市场动态的敏锐洞察,在移动通讯、基础设施、电源管理、物联网、汽车电子、消费电子等多个领域的均有多项创新应用。

目前在大型电动工具、电动车以及工业控制等领域,海量高功率设备正逐步向多串多节锂电池供电方向发展,对BMS管理系统的需求与日俱增。Qorvo基于MCU控制的智能BMS电池管理系统可以使用单颗芯片完成以往多芯片、多元件共同完成的功能,并在开发层面为开发者提供图形化仿真QSPICE软件,提升工程师开发效率,有效加速产品上市流程,并依托Qorvo完整的硬件和固件生态系统,为日益增加紧凑型、多电池单元的智能BMS系统赋能。

Qorvo电源领域布局概况

Qorvo资深客户经理张亦弛表示:“目前Qorvo在电源领域的四大产品,分别是:高度定制化PMIC、一体化马达驱动方案、BMS芯片、以及碳化硅器件技术。另外,Qorvo也推出一款电源仿真软件QSPICE。”

碳化硅产品

张亦驰表示目前碳化硅主要在汽车、充电、IT基础设施、新能源以及电路保护五个方面有着广泛应用。

与市面上常见解决方案相比,Qorvo碳化硅产品拥有独特的架构,具备频率更高、导阻更低、反向恢复性更好等特性,目前产品线已经拓展到650伏到1,700伏电压范围,应用范围广泛。

QSPICE仿真软件

张亦驰表示QSPICE完全免费,并且兼容性好、使用方便,用户可以很容易地从基于SPICE模型的软件迁移至QSPICE。

Qorvo单芯片BMS解决方案

张亦驰表示,不论是家用、工业还是汽车领域,都在向电池供电方向发展,为行业带来新的机遇,同时也促成了Qorvo在BMS产品上的投入。目前Qorvo推出的第一代BMS产品已经可以最大支持145V的输入电压。

Qorvo早在2013年便推出第一款以高集成度为优势的智能马达控制产品,2015年Qorvo的马达驱动产品逐步扩展到40V~70V以及600V交流直驱平台,2017年扩展到160V马达驱动平台,2018年则新增M4内核产品,以应对高计算能力要求,2021年Qorvo完成了全线马达驱动产品布局,从40V~70V、160V~600V,全线平台推出超过30款产品。在2023年Qorvo的第一款BMS产品已经量产。

Qorvo在马达驱动和BMS电池管理方面一个比较大的特点便是主打一个高集成度,将模拟和数字部分合二为一带来单芯片的智能化解决方案。

Qorvo的BMS电池管理芯片具备三点特性,第一点便是智能化,芯片内置的MCU和通用MCU一样,可以编程、控制以及拓展很多功能。第二点是高效保护,Qorvo加强了芯片对电芯的监控以及保护功能,防止锂电池出现异常,避免自燃以及爆炸等危险情况发生。第三点是通信功能,在BMS系统中往往会有很多元器件需要管理和运行相关算法,为此芯片提供基于M0内核或M4内核的I²C以及串口等多种通信支持,方便连接外设。

张亦驰强调Qorvo的单芯片解决方案集成了50MHz M0内核或150MHz M4内核,方便客户在芯片上做各种系统级应用。另外,目前市面上常见的BMS方案一般以16串或18串为主,而Qorvo是第一家推出集成20串单芯片解决方案的供应商。同时Qorvo基于内置的MCU提供很多参考项目、算法、SDK等等,帮助客户在最短时间内完成对BMS管理系统的开发。

Qorvo的BMS单芯片解决方案主要包含以下六种功能及特性,分别是:充放电、监控和电量计算、电芯均衡、短路保护、过充过放保护、低耗电。

Qorvo将实现上述六大功能所需的各种模拟和数字逻辑均集成在单颗芯片中,构建成一个完整的系统。

Qorvo第一代BMS芯片目前主要以PAC22140和PAC25140两颗芯片为主,两颗芯片模拟前端完全相同,均支持20串电池组管理。

两款芯片主要差异在MCU部分,PAC22140内置50MHz ARM Cortex M0内核,配备32KB闪存以及8KB SRAM,而PAC25140配备150MHz Arm Cortex M4F内核,配备128kB闪存以及32kB SRAM,性能更强,功能更丰富,客户可以根据实际需求选择。

芯片可以分为上下左右四个部分,芯片上端部分集成电源管理相关逻辑,客户只需在设计中布设电容、电感等被动器件就可以完成电源设计,有效降低研发耗时。芯片右侧集成20串电芯输入端,可以直接由芯片接管。芯片下端就是MCU部分,可以设计出必要的外设,同时Qorvo的和通用MCU标准相同,客户可以很方便的从通用MCU方案切换到单芯片解决方案。芯片左侧是用于实现通讯功能的结构。

另外,张亦驰表示Qorvo BMS芯片可以在大型工具、电动两轮车、工业电能存储等48V、60V、72V甚至是90V的供电场景应用。

从左侧开发板可以看出,Qorvo单芯片BMS方案尺寸非常小,占板空间很低,客户很轻松就可以实现外围设计。

张亦驰表示单芯片解决方案提供给客户最大的价值便是缩短客户开发耗时,加速产品上市流程。所以Qorvo会给客户提供一个完整的软硬件解决方案。为此,Qorvo提供一个功能丰富的GUI软件,通过软件图形化界面便可以完成相关开发流程,降低编程花费的时间和精力。

问答环节

受限于篇幅原因,充电头网挑选几个比较有代表性的问题供各位读者参考。

1、相较于目前主流的几款BMS而言,Qorvo有什么优势?

张亦弛表示:“首先是低功耗,Qorvo通过MCU+AFE二合一的形式,可以更好的

优化功耗,在电池包休眠状态下耗电小于

2、Qorvo单芯片BMS方案支持20串电芯的难点在哪里?

张亦弛表示:“其他供应商在应对20串需求时,往往需要进行堆叠设计,即将两颗10串的模拟前端堆叠在一起。Qorvo则通过单芯片就可以支持20串电芯管理,减少了设计复杂性,其中的难点在于如何处理高耐压、发热和高低压隔离问题。未来,Qorvo将持续提升单芯片支持的电芯串数,以解决客户在堆叠设计上的难题。

3、Qorvo是否有在无线BMS领域布局?

张亦弛表示:“无线产品是Qorvo传统强项,目前Qorvo经有成熟的SOC单芯片解决方案,只需将芯片中的MCU换成客户需要的BLE、Zigbee、Thread或者其他协议芯片的MCU就可以同时支持BMS管理和无线功能。

4、Qorvo BMS系统在电动两轮车的应用空间有多大?

张亦弛表示:“目前电动两轮车的电池包主要是以国标48V、60V和72V为主,Qorvo单芯片解决方案可以覆盖42V~84V的输入电压,可以轻松适配多种电动两轮车电池包。

活动其他内容

Wi-Fi 7

Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理林健富表示,为了迎接Wi-Fi 7挑战,Qorvo采用了非线性FEM+DPD解决EVM问题,提升功率效率。Qorvo的产品涵盖Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7各频段,包括线性和非线性FEM模块,前者具有高线性度、低功耗和小封装特性,后者功耗更低且PAE更高,同时利用数字预失真补偿技术实现与线性FEM相当的性能,效率更高。

Sensor Fusion

雷益民在演讲中表示:“Qorvo的Sensor Fusion解决方案具备高精度、高灵敏度、高线性度和超低功耗的特性,可将传统触控按键转变为时尚、智能、可靠的操作界面。该方案旨在打造三维人机交互体验,广泛应用于智能手机、AR/VR、汽车、可穿戴设备和智能家居等领域。在智能手机上,可应用于边缘触控、3D触控和屏幕唤醒功能,为行业创新带来新思路;在车辆设计中,结合压力传感器技术提升驾驶体验和行车安全;在可穿戴产品中,克服传统触摸挑战,实现更轻薄设计;在智能家居应用中,提供高灵敏度和精确度,使人机交互更加便捷流畅。

充电头网总结

充电头网了解到,Qorvo凭借强大的技术实力和市场洞察力,不断推出创新应用,并在电池管理系统BMS方面取得突破。其单芯片20串电芯BMS方案针对电动工具、电动车等多串多节锂电池供电场景,提供了高效、紧凑、安全的解决方案。与传统方案相比,Qorvo的BMS芯片具有低功耗、高精度、智能化等优势,单芯片集成多项功能,大大简化了设计复杂性。同时,Qorvo还致力于在无线BMS领域布局,将无线技术与BMS系统相结合,为客户提供更多选择。Qorvo以技术创新和市场适应能力为基础,为各个领域应用提供了高功率、高效率、高性能的解决方案。

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