《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法编制说明》

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试

验方法》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

1任务来源

电池是新能源行业发展的核心载体，而电池管理系统是电池的“大脑”，负责监控并管

理每颗电池的工作状态。随着能量密度的提高和新化学体系的开发，电池管理系统的重要性

和复杂度愈发突显，直接关系到电池系统的安全性和稳定性。模拟前端采样芯片（Analog

FrontEnd，简称AFE芯片），其主要功能是采集电池组中所有电池的电压和温度信息并传递

给位于不同电压域的电池管理系统的中央处理器，是电池管理系统中不可或缺的关键芯片。

然而国内还没有相关的技术要求和试验方案，导致芯片测试覆盖不全，很多问题暴露在应用

端。因此，需要建立相关标准，规范产品设计、开发和应用，促进行业高质量发展。

新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）指出，要实施新能源汽车基础技术提升工程，

突破车规级芯片关键技术和产品。

工信部于2024年6月发布的“2024年汽车标准化工作要点”中指出：强化汽车芯片标准

供给。推动制定电动汽车用动力电池管理系统模拟前端芯片等标准。

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》立项计划由工业和信

息化部在《2023年第三批行业标准修制定和外文版项目计划》（工信厅科函〔2023〕291号）

下达，计划编号为：2023-1141-QC。

2主要工作过程

本标准由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会归口并组织开展制定工作。

标准制定工作于2022年5月正式启动，标准起草组由整车企业、动力电池企业、芯片企业、

检测机构等单位组成。标准起草组经过多次专题研讨会议，完成了标准草案撰写，于2024年

7月形成标准征求意见稿，主要技术会议及研究活动情况如下：

2021年12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织行业启动新能源汽

车芯片标准需求调研，牵头单位提出本标准立项建议。

2022年5月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织召开新能源汽车芯

片标准起草组成立会议。讨论形成新能源汽车芯片标准体系，并确定了标准体系中包括本标

准在内的首批标准项目推进计划。

2022年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会在武汉组织召开起草组

第二次工作会议，会议重点讨论确定了梳理总结模拟前端芯片功能实现、应用场景、失效案

1

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

例，并在国际相关芯片标准基础上进行新增和修订的标准制定思路；以及功能要求、性能要

求、阻燃、功能安全、电气适应性、环境适应性、电磁兼容等主要技术内容。

2022年7-12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织起草组召开多次

小组会议，讨论形成标准立项草案。

2023年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在宁德组织召开起

草组第三次工作会议，会议对标准草案进行了讨论，对标准架构、研究内容进行了充分交流，

优化了标准的写法和框架，并对供电电压范围、采样精度、部分指标参数等技术内容形成修

改意见。

2023年12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在西安组织召开起

草组第四次工作会议，会议讨论和优化了标准范围、供电电压范围、低电流范围等技术内容。

2024年6月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在西安组织召开起

草组第五次工作会议，会议分别从模拟前端芯片产品特性、环境适应性、可靠性等方面进行

了讨论，进一步讨论和优化了标准草案。

2024年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织起草组完成标准征

求意见草案。

二、汽车行业标准编制原则和确定汽车行业标准主要内容的依据

1编制原则

1)本标准编写符合GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》的规定；

2)本标准制定过程中，在工作组及行业内进行多次意见征求，并在会上充分讨论；

3)本标准梳理总结模拟前端芯片功能实现、应用场景、失效案例，并在国际相关芯片

标准基础上进行新增和修订。

2主要技术内容说明

本标准规定了电动汽车动力电池管理系统模拟前端采样芯片(以下简称AFE芯片)技术要

求及试验方法。

本标准共包含6个章节及2个附录，其中第5章节“技术内容”和第6章节“试验方法”为

本标准的主要内容，附录A规定了AFE芯片在试验条件下的功能状态等级，附录B给出了一种

热插拔试验方法的示例。

2.1技术要求

在芯片层级，本标准从功能和性能的角度提出要求。首先，功能要求从实际应用出发，

提出了AFE芯片应具备的主要功能特性，以提升适应不同应用场景需求；其次，性能要求则

是设置一定门槛条件，避免行业过度扎堆，造成资源浪费。

2

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

在系统应用层级，本标准结合AFE芯片在电池管理系统中的实际应用场景，提出了电气

/环境/电磁兼容性能要求，以提升AFE芯片在实际应用场景中的稳定可靠运行能力。

功能要求

本标准从AFE芯片在电池管理系统中的实际应用出发，提出了AFE芯片所需的基本功能，

如表3所示。根据功能的必要性、成本、应用场景等维度，给出了必选功能和可选功能的要

求。对于功能实现的技术方案/方法/路线不作要求，由芯片制造商自行发挥。

对于超出表3范围的其他特殊功能要求，可由应用方与芯片制造商协商确定。

表3功能要求

芯片工作状态

功能名称

休眠状态休眠监控运行状态

电池电压采样-○●

电池温度采样（GPIO采样）-○●

采样功能电池组总压采样-○○

铜巴电压采样-○○

电流采样-○○

内部均衡○○●

均衡功能

外部均衡○○●

UART通讯（菊花链通讯）--●

SPI通讯--○

通讯功能

反向唤醒○○-

环形通讯--○

电池电压采样线开路--●

电池均衡回路开/短路--●

芯片电源线正极/负极开路--○

诊断功能

电池电压采样线漏电流--○

芯片相邻采样引脚短路--○

芯片通讯故障--●

告警功能电池电压过压○○●

3

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

电池电压欠压○○●

电池温度过温○○●

芯片过温告警○○●

过电流硬线告警-○○

芯片过温关断●●●

保护功能

过温关断均衡○○●

注：“●”为必选项；“○”为可选项；“-”为不适用。

性能要求

采样、均衡和通讯是AFE芯片的三大核心功能，本标准重点针对这三大核心功能具体技

术指标提出要求，设定的指标处于当前行业平均中等偏上水平。

1）采样功能

本标准详细定义了单体电池电压采样的相关技术指标，包括通道数量和测量精度。根据

目前行业主流产品的实际情况，标准建议AFE芯片电压采样通道不少于16个通道，也可由芯

片制造商与应用方协商确定。同时对可选功能“电池组总压采样”给出测量精度的建议值，

详见草案表6.

当前行业内所有已存在AFE芯片，默认温度采样功能是基于AFE芯片GPIO通道对温度传感

器的采样，本标准保留了GPIO通道作为温度采样通道的说法，并进行备注说明，见表2。

当前行业温度测量基于NTC的电阻分压方式，需要AFE芯片提供一个电源，该电源应具备

一定电流输出能力以驱动多颗NTC。此外，基于每颗动力电池的温度状况都能被监测，结合

成本综合考虑，假设2颗电池共用1个温度传感器，建议温度采样通道（GPIO通道）数量至少

应为电压采样通道的一半，见表7.

同时，标准还针对实际应用场景中可能存在的电流采样、铜巴采样等特殊应用需求，给

出了推荐的技术指标要求，见表8、表9.

2）均衡功能

动力电池由于生产制造、工况等差异，在使用过程中往往会出现电量的不一致，即SOC

差异。为了消除这个差异，提升动力电池系统整体性能，需要AFE芯片支持每颗电池的独立

放电均衡。

考虑到电池工艺的进步、休眠均衡功能的开发以及芯片开发成本等因素，对芯片内部均

衡电流大小和均衡内阻的设定值处于行业平均中等偏下的水平，见表10。

外部均衡电流大小与应用方的均衡管选型和电路设计强相关，因此本标准不作要求。

3）通讯功能

目前行业内各个AFE芯片厂家实现通讯的方法/协议各不一样，均是厂商自有协议。本标

准对通讯功能技术实现不作要求，而是从应用方的实际应用出发，提出AFE芯片必须支持

UART通讯（即菊花链通讯)，不支持菊花链通讯的AFE芯片在当前行业应用中将不具竞争力。

本标准对菊花链通讯提出2个方面的要求：通讯波特率和菊花链级联节点数。通讯波特

率要求AFE芯片具备一定速率的数据传输能力，以保证电池单体数据传输的失效性；此外，

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《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

随着电动汽车快速发展，电气架构由400V向800V升级，对AFE芯片的用量将翻倍，基于800V

系统考量，要求单链菊花链通讯级联AFE芯片数量不小于16颗（16颗*16通道*3.2V=819.2V）,

详见草案表12.

AFE芯片支持SPI通讯为可选项，主要考虑到可能存在的单芯片应用场景，如12V/48V系

统等。同时，针对当前行业应用热点，提出了反向唤醒，环形通讯等，这些功能均为可选项，

由应用方与制造商协商决定这些功能的具体实现。

2.2功能安全

功能安全概念作为近几年行业热点，结合电动汽车行业当前的实际，本标准仅对功能安

全提出了建议性要求，并不做强制性要求。一方面，基于功能安全已有完善的国家标准，本

标准没有必要展开讨论，否则标准显得比较臃肿；另一方面，功能安全是一个复杂的系统性

要求，功能安全目标和ASIL等级的要求与实际应用场景和应用方的需求强相关，因此本标准

不作统一要求。

2.3阻燃等级

根据历史经验，因直接连接到高电压、大电流的动力电池系统，在高电压大电流的作用

下，AFE芯片存在被电应力击穿损坏的失效模式，失效瞬间可能出现火星/火花等情况，为了

避免产生次生灾害，对AFE芯片的封装材料提出了阻燃要求：应满足GB/T2408-2021标准中

垂直燃烧试验V-0等级的性能要求。。

2.4可靠性

芯片可靠性

AFE芯片作为汽车级应用芯片，其可靠性要求是必选项。本标准参考AECQ100和GB/T4937

相关要求和规定，结合AFE芯片实际应用工况，给出了推荐测试项目，见表13。若另有特殊

情况，应用方和供应方可协商增减。

表13可靠性要求

测试分组应力方式简称必做/可选

强加速稳态湿热试验HAST●

无偏强加速稳态湿热试验UHST●

加速环境应力测

温度循环TC●

试

高温贮存寿命HTSL●

低温贮存寿命LTSL○

高温工作寿命HTOL●

加速寿命模拟测

早期寿命失效率ELFR●

试

低温工作寿命LTOL○

引线键合剪切WBS●

引线键合拉力WBP●

组装完整性测试

可焊性SD●

引脚完整性LI○

应力测试前后功能/参数TEST●

5

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静电放电-人体模式HBM●

电气特性验证测

静电放电-带电器件模式CDM●

试

闩锁效应LU●

注1：“●”为必须项；“○”为可选项；

注2：HAST、UHST、TC项目试验前需增加预处理PC；

注3：表中未包含的其他可靠性测试项，可由供应商与应用方协商确定。

表20针对表13的项目给出具体的试验方法参考标准和判定条件。

热插拔

AFE芯片实现多颗串联动力电池电压采样，每颗动力电池均是一个独立的输出能力很强

的电源，AFE芯片与动力电池的连接过程是带电的热插拔。不同于传统芯片热插拔过程仅一

个电源输入，AFE芯片属于多电源输入，插拔过程中，每个动力电池组接入的时间不一致，

会在AFE芯片内部形成不同的通电回路，可能造成芯片的损坏。

根据AFE历史应用经验，本标准要求AFE芯片必须进行热插拔测试，确保AFE芯片在生产

装配或售后维修时，不会因热插拔失效。

2.5环境适应性能要求

根据电池管理系统的应用场景，参考国标GB/T38661-2020，对AFE芯片提出环境适应性

要求，从低温性能、高温性能、温度梯度、温度循环及湿热循环这5个方面提出要求，相关

测试方法参考国标GB/T28046.4执行。

2.6电磁兼容

相比于传统燃油车，新能源电动汽车有更复杂的电气架构和电流工况，电池管理系统处

于这样的环境下，将面临的电磁环境更多样更复杂，这要求用于电池管理系统的AFE芯片同

样具备良好的电磁兼容性能。

本标准从抗扰性和骚扰性出发，规定了AFE芯片应执行的电磁兼容测试项，具体试验方

法参考现行相关国家标准，详见草案6.5章节。

其中高压电源线传导瞬态抗扰试验方法参考ISO7637-4，该标准适用于电气系统电压介

于DC60V~DC1500V范围的屏蔽高压电源线抗扰试验，是针对电动汽车快速发展电气系统复杂

化，对于高压部件的瞬态现象要求越来越严苛而制定发布，相关国标转换正在制定中。AFE

芯片作为工作在电动汽车高压电气系统最前沿的集成芯片，进行该试验有重要意义。

三、主要试验（或验证）情况分析

本标准涉及到的试验项目主要包括几类，如功能性能、电气试验、环境试验和电磁兼

容试验。其中，功能性能试验在标准中有详细测试方法说明；电气试验中芯片级静电抗扰测

试引自半导体行业标准JEDECJESD22，目前行业主流AFE芯片均参照该标准执行，热插拔试

验为本标准特有，是针对AFE特殊应用工况提出，目前尚未有同一的试验标准和方法，在附

录B中，本标准给出了推荐示例；环境试验，如温度贮存、温度循环和温度冲击，使用较为

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《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

通用的设备如高低温环境舱、温度冲击试验箱，均参照成熟的国标GB/T28046.4执行；电磁

兼容性，充分参考国标GB/T38661-2020对电池管理系统的要求，作为应用于电池管理系统

的AFE芯片，需同等要求。此外，根据AFE芯片实际应用工况的差异性，增加了浪涌测试和高

压电源线传导瞬态抗扰的要求。

本标准的试验方法和技术要求，均通过当前行业TOP厂商的主流AFE芯片产品的实际验证，

是可实现的、且符合实际应用的，标准整体要求符合行业中等偏上水平。

四、标准中涉及专利的情况

无。

五、预期达到的社会效益等情况

近年来，芯片半导体行业受制于美，国产半导体行业积极寻求突破，开发新能源汽车相

关芯片，其中AFE芯片由于单车用量最大，成为大家竞相追逐的对象，但目前国内外尚无

相关标准用于指导AFE芯片的设计开发，本标准的制定将有助于规范AFE芯片的技术要

求，一来可以起到标准指导引领作用，二来通过设定准入门槛，减少行业资源浪费。

六、采用国际标准和国外先进标准的情况

尚无相关国际标准和国外标准。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准汽车标准体系中汽车电子领域。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准没有冲突或矛盾。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准制定过程中无重大分歧。

九、标准性质的建议说明

无。

十、贯彻标准的要求和措施建议

无。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

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十二、其他应予说明的事项

无。

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《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试

验方法》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

1任务来源

电池是新能源行业发展的核心载体，而电池管理系统是电池的“大脑”，负责监控并管

理每颗电池的工作状态。随着能量密度的提高和新化学体系的开发，电池管理系统的重要性

和复杂度愈发突显，直接关系到电池系统的安全性和稳定性。模拟前端采样芯片（Analog

FrontEnd，简称AFE芯片），其主要功能是采集电池组中所有电池的电压和温度信息并传递

给位于不同电压域的电池管理系统的中央处理器，是电池管理系统中不可或缺的关键芯片。

然而国内还没有相关的技术要求和试验方案，导致芯片测试覆盖不全，很多问题暴露在应用

端。因此，需要建立相关标准，规范产品设计、开发和应用，促进行业高质量发展。

新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）指出，要实施新能源汽车基础技术提升工程，

突破车规级芯片关键技术和产品。

工信部于2024年6月发布的“2024年汽车标准化工作要点”中指出：强化汽车芯片标准

供给。推动制定电动汽车用动力电池管理系统模拟前端芯片等标准。

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》立项计划由工业和信

息化部在《2023年第三批行业标准修制定和外文版项目计划》（工信厅科函〔2023〕291号）

下达，计划编号为：2023-1141-QC。

2主要工作过程

本标准由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会归口并组织开展制定工作。

标准制定工作于2022年5月正式启动，标准起草组由整车企业、动力电池企业、芯片企业、

检测机构等单位组成。标准起草组经过多次专题研讨会议，完成了标准草案撰写，于2024年

7月形成标准征求意见稿，主要技术会议及研究活动情况如下：

2021年12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织行业启动新能源汽

车芯片标准需求调研，牵头单位提出本标准立项建议。

2022年5月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织召开新能源汽车芯

片标准起草组成立会议。讨论形成新能源汽车芯片标准体系，并确定了标准体系中包括本标

准在内的首批标准项目推进计划。

2022年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会在武汉组织召开起草组

第二次工作会议，会议重点讨论确定了梳理总结模拟前端芯片功能实现、应用场景、失效案

1

《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

例，并在国际相关芯片标准基础上进行新增和修订的标准制定思路；以及功能要求、性能要

求、阻燃、功能安全、电气适应性、环境适应性、电磁兼容等主要技术内容。

2022年7-12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织起草组召开多次

小组会议，讨论形成标准立项草案。

2023年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在宁德组织召开起

草组第三次工作会议，会议对标准草案进行了讨论，对标准架构、研究内容进行了充分交流，

优化了标准的写法和框架，并对供电电压范围、采样精度、部分指标参数等技术内容形成修

改意见。

2023年12月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在西安组织召开起

草组第四次工作会议，会议讨论和优化了标准范围、供电电压范围、低电流范围等技术内容。

2024年6月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织在西安组织召开起

草组第五次工作会议，会议分别从模拟前端芯片产品特性、环境适应性、可靠性等方面进行

了讨论，进一步讨论和优化了标准草案。

2024年7月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织起草组完成标准征

求意见草案。

二、汽车行业标准编制原则和确定汽车行业标准主要内容的依据

1编制原则

1)本标准编写符合GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》的规定；

2)本标准制定过程中，在工作组及行业内进行多次意见征求，并在会上充分讨论；

3)本标准梳理总结模拟前端芯片功能实现、应用场景、失效案例，并在国际相关芯片

标准基础上进行新增和修订。

2主要技术内容说明

本标准规定了电动汽车动力电池管理系统模拟前端采样芯片(以下简称AFE芯片)技术要

求及试验方法。

本标准共包含6个章节及2个附录，其中第5章节“技术内容”和第6章节“试验方法”为

本标准的主要内容，附录A规定了AFE芯片在试验条件下的功能状态等级，附录B给出了一种

热插拔试验方法的示例。

2.1技术要求

在芯片层级，本标准从功能和性能的角度提出要求。首先，功能要求从实际应用出发，

提出了AFE芯片应具备的主要功能特性，以提升适应不同应用场景需求；其次，性能要求则

是设置一定门槛条件，避免行业过度扎堆，造成资源浪费。

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《电动汽车动力电池管理系统模拟前端芯片技术要求及试验方法》（征求意见稿）编制说明

在系统应用层级，本标准结合AFE芯片在电池管理系统中的实际应用场景，提出了电气

/环境/电磁兼容性能要求，以提升AFE芯片在实际应用场景中的稳定可靠运行能力。

功能要求

本标准从AFE芯片在电池管理系统中的实际应用出发，提出了AFE芯片所需的基本功能，

如表3所示。根据功能的必要性、成本、应用场景等维度，给出了必选功能和可选功能的要

求。对于功能实现的技术方案/方法/路线不作要求，由芯片制造商自行发挥。

对于超出表3范围的其他特殊功能要求，可由应用方与芯片制造商协商确定。

表3功能要求

芯片工作状态

功能名称

休眠状态休眠监控运行状态

电池电压采样-