本文将为您介绍新能源车以及储能行业的发展，电芯采集方案的几种方式，并着重介绍英飞凌新推出的AFE采集芯片TLE9018DQK以及其使用方法和技术特点。

在乘用车方面，近几年随着新一轮科技革命和产业变革孕育兴起，新能源汽车产业进入了加速发展的阶段。我国的新能源汽车产业，经过多年的持续努力，技术水平显著提升、产业体系日趋完善、企业竞争力大幅增强，呈现市场规模、发展质量“双提升”的良好局面。

而在储能方面，电化学储能作为近几年增长最迅猛的储能方式，增长速度由2018年的3.7%迅速提升到2020年的7.5%，受益于储能技术的快速进步，单位成本逐渐降低，具备了良好的商业化运用条件。而锂离子电池储能具有能量密度高、商业应用广、单位成本不断下降、技术成熟，由此锂离子电池储能成为全球电化学储能的霸主地位。根据数据显示，截至2020 年底，锂离子电池占电化学储能装机量的92%，钠硫电池和铅蓄电池分别占比 3.6%、3.5%。目前锂离子储能主要采用磷酸铁锂电池技术。

NXP的14串的MC33771这两款采集除了电芯电压采集、噪声滤波、自身功能监测、集成内部均衡MOS外还有多路温度采集，另外MC33771自带了内部电流采集，简化了BMS电流采集回路。

英飞凌AFE采集方案前期主要是TLE9012，相较于其他芯片，该芯片的最大特点在于集成了压力与温度补偿功能。该功能能使芯片在特殊环境中依然保持良好的采集精度。缺点主要是串数相对较少，在串并组合上有局限性。而TLE9018DQK是在TLE9012的基础上发展来的，其功能特点主要有如下几点：

1、可同时监控18串电池。

2、最高电压可达120V,有强大的ESD功能。可以支持无外部保护的额热插拔（得益于其较高的耐压值和内部保护）。

3、集成了带有数字补偿算法的应力感应器和温度补偿。使其产品可以在各种复杂环境下依然保持较高的采集精度。

4、集成了8个温度采集通道。

5、被动均衡电路最大可达300mA.

6、通信方面支持电容耦合和变压器耦合。

7、具有多个唤醒源，所以可以多种方式唤醒芯片。

8、带有自动空载检测功能。

图6 TLE9012外围引脚图

TLE9018DQK适合应用在HEV、PHEV、BEV、储能等产品应用上。其封装形式为：PG-FQLP-64。允许的最大温度范围为--40-150℃。TLE9018与其他芯片技术参数的对比可参照下图：

图7 TLE9018与其他芯片技术参数的对比图

这里针对TLE9018DQK,做了一套电芯采集方案，如下图所示。

图8 基于TLE9018DQK的电芯采集方案

因为TLE9018DQK内部自带被动均衡MOS,所以外部均衡回路只需接限流电阻即可，考虑在最大均衡电流下的电阻功率问题，采用2个82R，封装2512的功率电阻并联的形式以提高可靠性。8路温度采集经过3.3K限流电阻到MCU。外接100K的NTC温感进行温度采集。温感如果用不了这么多，不用的引脚必须下拉到地端。

IFL_L,IFL_H,IFH_L,IFH_H,四个引脚外接到英飞凌的隔离通信芯片TLE9015，可实现多级串联的菊花链通信方式。

ERR引脚直接连接到MCU,可以把芯片的当前状态反馈给MCU。

芯片自带4个GPIO引脚，可控制外部的指示灯、报警器等，这里暂时不用，所以直接下拉接地。