从芯片到系统，MPS加强储能BMS布局

2026-04-09

日前，MPS参加了第十四届储能国际峰会暨展览会(ESIE 2026)，成为了为数不多参展的芯片公司。

在展会上，MPS不止展出了各类芯片，而是以子系统、模块、参考设计等方式，全面展示了MPS在电池管理系统(BMS)上的解决方案。MPS正在尝试把芯片能力，延伸为系统能力的一部分。

随着电芯容量提升、系统规模扩大以及应用场景复杂化，BMS变得越来越重要，正逐渐成为决定系统安全性、寿命、效率以及成本的关键节点。

MPS北中国区副总经理卢平（Terry）说道：“可以把MPS的芯片理解为电池的‘传感器’，负责监控所有状态；电量计负责理解这些数据；主动均衡则是解决电池之间的差异。”

和汽车供应链类似，目前储能领域，也分为诸多层级的玩家，大致包括系统集成商、板卡设计服务商以及芯片供应商。不过随着差异化的需求以及自身技术水平的延展，越来越多更有实力的集成商开始尝试自行设计BMS，也正因此MPS要像系统层级自然延伸。

在同期举办的一场媒体沟通会上，MPS新能源的FAE经理王帅（Tony），系统性地展示了储能BMS领域的整体布局，从AFE、主动均衡、电量计，再到高度集成的All-in-One方案，并结合产品与方案详细介绍了储能BMS的技术演进趋势。

BMS都包括哪些？

BMS本质上是电池系统的控制与决策中枢，通常由三部分构成：电池监测与保护芯片（AFE）、主控MCU以及电量计（Fuel Gauge）。

其中，AFE负责采集电压、电流与温度等基础信号，并执行保护功能；MCU负责系统控制与通信；电量计则基于采集数据，对电池状态进行建模与计算，输出荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）。

在早期方案中，SOC计算主要依赖库仑计（即电流积分）实现，但该方法对电流测量误差高度敏感，误差会随时间不断累积，通常只有在满充或放空等边界条件下才能进行校正。因此，行业逐步转向混合模型方法：将库仑计与电压模型结合，在每一次计算迭代中进行动态校正，从而显著提升计算精度。

需要强调的是，BMS的整体精度并不完全由AFE决定。虽然AFE提供原始测量数据，但SOC计算的最终精度更依赖于电量计所采用的算法与模型能力。先进的电量计算法会在模型中显式考虑电压、电流及温度测量误差，并通过迭代校正机制不断收敛结果。因此，在一定范围内，即使前端测量精度不是极致，系统仍然可以实现较高的SOC精度；反之，仅依赖高精度采样而缺乏有效算法，同样难以获得可靠结果。

进一步来看，现代电量计通常基于单电芯级建模，引入温度、老化（SOH）、内阻（ESR）等多维参数，并在运行过程中持续更新模型。这使得BMS不仅能够提供更准确的SOC，还可以支持按SOC进行电芯均衡、异常电芯识别以及最大可用功率预测等高级功能。

在这一演进过程中，BMS正从传统的“监测与保护系统”，逐步转变为融合感知、建模与决策能力的系统。而电量计的角色，也从简单的电量显示模块，演变为决定系统精度与用户体验的核心环节。

MPS的产品布局

王帅介绍道，在产品层面，MPS已经形成了较为完整的BMS产品体系，能够覆盖从户外便携储能到大型储能柜的不同应用场景，产品包括AFE、主动均衡、电量计、充电器以及参考方案等。此外，在通信接口部分，MPS也提供高精度数字隔离器。

在AFE方面，MPS第三代产品以MP371x系列构建完整矩阵。其中：

MP3712/3面向低压大电芯应用，支持3~10串电芯

MP3714/6针对48V系统，支持16/18串以内电芯

值得一提的是，MP3718是目前MPS耐压等级最高的产品之一，可实现单芯片24串支持，最高电压达到150V，电池输入电压可达140V，在行业中具有较高的集成度优势。

在电量计方面，MPS推出MP4278x系列，其特点在于引入Master Fuel Gauge架构，可以直接管理AFE。这意味着系统无需额外MCU即可完成对AFE的控制，从而显著缩短开发周期，并降低软件开发复杂度。

此外，MPS还发布了新一代高度集成产品MPF1177x，将AFE、电量计以及主动均衡控制集成于单颗IC中，进一步简化系统架构。

高压储能篇

在高压储能系统中，BMS通常采用分层架构。

最底层为BMU（电池管理单元），负责单个电池包内电芯的电压与温度监测、预警以及均衡控制；BMU通过数据总线与BCMU通信，实现数据上报与指令接收；BCMU负责电池簇管理；在多簇并联系统中，进一步通过BAMU进行统一的数据汇总与系统级调度。

针对这一架构中的BMU，MPS推出MP2798系列产品，专门面向工业储能应用。该系列产品具备较高精度，在-20℃至65℃范围内可实现±3.6mV精度，同时采样时间优化至20ms以内即可完成全部数据采集与上报。

在ADC架构上，MP2798采用Δ-Σ结构，每次数据上报基于128次转换结果，具备较高稳定性。同时芯片集成电流采样功能，使其能够实现电压与电流的同步采样。

支持铜排采样，结合系统级电流参考（如霍尔传感器或分流器），可实现直流内阻计算，从而节省了采样电阻。

此外，该产品还集成多路NTC接口、被动均衡及LDO，并针对工业场景进行了可靠性优化设计。

CAN总线更合适高压储能

在通信架构选择上，汽车与储能系统存在显著差异。

汽车BMS普遍采用菊花链结构，其主要原因在于整车尺寸较小，通信距离较短，可靠性问题相对可控，客户更关注尺寸和成本问题。

但在储能系统中，情况则完全不同：系统尺寸更大，通信链路更长，且功率等级更高，带来的电磁干扰也更为严重。此外，储能系统结构更加复杂，对主动均衡控制、热管理以及安全诊断的需求更高。在这种背景下，菊花链架构在鲁棒性与灵活性方面存在一定局限。

因此，王帅表示，基于CAN总线的架构具备更高可靠性与抗干扰能力，同时支持分布式控制，更适合大型储能系统对主动均衡及复杂控制策略的需求。因此，在储能领域，CAN总线架构成为更具优势的选择。

低压储能篇

在低压家庭储能场景中，系统通常采用8–16串大容量电芯，电压范围为24–48V，容量从几千瓦时到十几千瓦时不等，并支持多电池包并联扩展。

该类系统主要由电芯与BMS控制板构成，电芯状态采集、均衡、故障判断以及充放电控制均由BMS完成。

在这一场景下，MPS以MP279x系列AFE作为核心，实现电压、电流与温度采样，并集成被动均衡、断线检测及MOS保护功能。针对SOC、SOH及峰值功率等关键参数计算，MPS提供MPF4279x电量计，其采用OCV、库仑积分、阻抗及温度模型的混合算法，可实现单电芯级状态计算。

目前MPS主推产品为MP371x系列，以MP3716为例，该产品在-20℃至65℃范围内实现±4mV精度，并在20ms内完成数据采集与上报。同时支持电压电流同步采样，可用于直流内阻计算。

在电流采样方面，其满量程为100mV，相较于传统±200mV方案，可在相同精度下使用更小分流器，从而降低系统发热，这对于大电流（如200A）家储系统尤为重要。

另外，MP371x集成上管 MOSFET (HS-FET) 驱动器实现充/放电控制。放电 (DSG) MOSFET 驱动器支持电流可调的软启动 (SS)功能，无需外部预充电电路，即可实现受控导通。MOSFET 驱动器具备多种安全保护功能，包括过流保护 (OCP)、短路保护 (SCP)、电池欠压保护 (UVP)、电池过压保护 (OVP) 以及高/低温保护。

MP3716还集成熔丝驱动功能，用于实现严重欠压保护（SUVP）、严重过压保护（SOVP）、MOSFET 损坏保护以及丰富的自诊断保护功能。

王帅解释道，在系统上电过程中，如果直接导通MOS管，往往会产生较大电流冲击，可能影响器件可靠性。传统方案通常采用PMOS配合功率电阻进行限流，但在成本与体积上存在明显劣势。MPS则通过控制高边NMOS，使其工作在线性区，实现输出电压按设定斜率上升，从而达到软启动效果。

低压大电芯方案

随着314Ah等大容量电芯的普及，低压大电芯方案正在成为储能领域的新趋势。其优势包括：更低度电成本、更高能量密度、支持多pack并联与梯次利用

但同时也带来了新的挑战，例如高性能DCDC设计以及更高的均衡需求。

针对这一趋势，MPS提供包含BMS、主动均衡以及DCDC在内的完整参考设计，并支持设计文件交付，帮助客户快速实现产品落地。

主动均衡拓扑选择

为保证电池系统的安全性与寿命，所有电芯必须在受限SOC范围内运行。然而由于一致性差异，电芯SOC会逐渐偏离，从而影响系统可用容量，因此必须使用均衡策略。

传统被动均衡通过电阻耗能实现SOC对齐，但存在效率低、发热大等问题。相比之下，主动均衡通过能量转移方式在电芯间重新分配电荷，具备更高效率与更快响应。王帅认为，随着储能规模扩大与一致性问题加剧，主动均衡将在未来几年迎来快速增长。

目前主流主动均衡技术包括三种路线：

电感式相邻均衡

矩阵开关反激均衡

双向升降压均衡

MPS重点投入双向升降压均衡方案，与前两种主动平衡器相比，双通道升降压主动平衡器遵循了一个简单的流程：在降压平衡模式下，主动平衡器将能量从上部电池 (CU) 传输到下部电池 (CL)，在升压平衡模式下，主动平衡器将能量从 CL 传输到 CU。在三种类型的主动平衡器中，双向升降压主动平衡器最简单，也最可靠。