電動汽車（EV）并不新鮮。他們實際上早于亨利·福特（Henry Ford）在100年前成名的汽油動力汽車。然而，它們的缺陷是顯而易見的，直到最近，也許是15年前，它們才注定要（接近）過時，直到它們卷土重來。至少從公關的角度來看，特斯拉為電動汽車所做的貢獻比其所有前輩的總和還要多。

像我們每天使用的許多技術一樣，主流電動汽車所需的技術需要幫助。值得慶幸的是，這種幫助正在路上，無論是在為車輛供電的電池中，還是在管理這些電池子系統(tǒng)的IC中。

這兩個概念都是從消費電子行業(yè)（主要是主流筆記本電腦和智能手機）開始的。顯然，規(guī)模完全不同，但概念是相同的。例如，鋰電池技術在PC/筆記本電腦繁榮時期得到了極大的改進，這項研究為當今電動汽車中使用的電池鋪平了道路。由于EV所需的功率水平，電池需要從3 V左右移動到今天的400V和800 V系統(tǒng)，并且實現這一飛躍所需的測試是巨大的。在此視頻中了解更多信息。

與此同時，電動汽車中使用的電池管理系統(tǒng)（BMS）也不得不實現類似的飛躍。當您的智能手機或筆記本電腦出現故障時，您可以重新啟動，或者在極端情況下，您將失去設備的服務。對于汽車中的故障，情況并非如此。因此，消除所有故障的壓力是巨大的。

英飛凌是電池管理系統(tǒng)的領導者之一，在電壓鏈的各個層面都擁有豐富的經驗。就汽車而言，更高的電壓水平需要使用更多的電池，這意味著更復雜的BMS具有相同的口頭禪 - 失敗不是一種選擇。

BMS的復雜性日益增加

典型的汽車電池單元，根據其化學性質，標稱電壓在3.2至4.3 V之間。因此，典型的400 V電池組需要超過100個電池。如今，隨著許多主要汽車制造商轉向800 V，串聯電池（以及相關的電池傳感IC）的數量必須增加一倍，達到200多個。

在任何給定時間，電池中都會監(jiān)測兩個關鍵參數，即電池單元電壓和電池組內多個位置的溫度。此外，汽車制造商在電池組中平衡所有電池的電荷，以確保電池正確均勻地充電和放電。這既是出于安全和磨損原因。這些任務通常由電池監(jiān)控和平衡IC（也稱為電池管理IC）執(zhí)行。

最新的電池管理IC，包括英飛凌的TLE9012 DQU，可以串聯處理多個電池，英飛凌部分最多可處理12節(jié)。每個單元的專用ADC和高系統(tǒng)集成度使汽車制造商能夠顯著降低成本。每個 TLE9012DQU 器件還具有五個用于溫度監(jiān)控的輸入，并且在無需外部組件的情況下提供抗熱插拔的魯棒性。

準確性是關鍵

BMS設備的準確性至關重要，這與車輛中部署的電池化學成分有很大關系。今天使用的兩種主要化學物質是鎳錳鈷（NMC）和磷酸鐵鋰（LFP）。NMC電池往往具有更高的性能和更高的密度，因此對于給定的電池容量，它們的重量更輕。相反，對于給定的容量，LFP電池往往更便宜，但更重。它們通常用于許多低端電動汽車，但時間將證明即使這些車輛也會轉向NMC使用。

LFP電池還需要更高精度的BMS，因為它們具有獨特的充電特性，比NMC等其他化學物質更平坦。這種特性也會隨著細胞的壽命而變化。讓BMS“了解”電池如何隨時間變化至關重要。例如，與經過數千次循環(huán)的電池相比，全新電池的充電方式不同，并且在充滿電時具有更高的容量。如果BMS不承認這一點，則可能會出現問題。電池的磨損和降解也因許多因素而異，包括溫度和使用情況。這適用于LFP和NMC電池單元。

無線裸金屬服務器

電池管理系統(tǒng)的下一個發(fā)展是無線處理通信。如您所料，在考慮此類配置之前，必須進行徹底的測試。大約一年前，通用汽車宣布將在偉世通提供的悍馬電動汽車中部署第一臺無線BMS。通過移除部分布線和相關線束，汽車制造商可以節(jié)省成本和重量。無線BMS的另一個優(yōu)點是通過移除幾個連接器來節(jié)省生產自動化，這些連接器通常需要在裝配線上進行人工勞動。將無線信號放在通常的金屬盒中有助于保持這些信號的完整性和穩(wěn)健性。

敬請期待，英飛凌即將推出基于低功耗藍牙的無線BMS解決方案，該解決方案允許使用基于藍牙協議運行的專有高性能網狀網絡。星形網絡和網狀網絡配置之間的這種混合允許信號最有效地進行通信，并在連接斷開時通過其他節(jié)點重新路由。更多信息，請訪問英飛凌的AIROC汽車無線頁面。

電動汽車即將到來，因為大多數主要汽車制造商都承諾，未來幾年他們的汽車將有很大一部分由電池供電。BMS必須跟上步伐。

審核編輯：郭婷