電動(dòng)汽車(chē)（EV）并不新鮮。他們實(shí)際上早于亨利·福特（Henry Ford）在100年前成名的汽油動(dòng)力汽車(chē)。然而，它們的缺陷是顯而易見(jiàn)的，直到最近，也許是15年前，它們才注定要（接近）過(guò)時(shí)，直到它們卷土重來(lái)。至少?gòu)墓P(guān)的角度來(lái)看，特斯拉為電動(dòng)汽車(chē)所做的貢獻(xiàn)比其所有前輩的總和還要多。

像我們每天使用的許多技術(shù)一樣，主流電動(dòng)汽車(chē)所需的技術(shù)需要幫助。值得慶幸的是，這種幫助正在路上，無(wú)論是在為車(chē)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(gè)概念都是從消費(fèi)電子行業(yè)（主要是主流筆記本電腦和智能手機(jī)）開(kāi)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(shù)在PC/筆記本電腦繁榮時(shí)期得到了極大的改進(jìn)，這項(xiàng)研究為當(dāng)今電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)到今天的400V和800 V系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)這一飛躍所需的測(cè)試是巨大的。在此視頻中了解更多信息。

與此同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)中使用的電池管理系統(tǒng)（BMS）也不得不實(shí)現(xiàn)類似的飛躍。當(dāng)您的智能手機(jī)或筆記本電腦出現(xiàn)故障時(shí)，您可以重新啟動(dòng)，或者在極端情況下，您將失去設(shè)備的服務(wù)。對(duì)于汽車(chē)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(lǐng)導(dǎo)者之一，在電壓鏈的各個(gè)層面都擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。就汽車(chē)而言，更高的電壓水平需要使用更多的電池，這意味著更復(fù)雜的BMS具有相同的口頭禪 - 失敗不是一種選擇。

BMS的復(fù)雜性日益增加

典型的汽車(chē)電池單元，根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)，標(biāo)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(guò)100個(gè)電池。如今，隨著許多主要汽車(chē)制造商轉(zhuǎn)向800 V，串聯(lián)電池（以及相關(guān)的電池傳感IC）的數(shù)量必須增加一倍，達(dá)到200多個(gè)。

在任何給定時(shí)間，電池中都會(huì)監(jiān)測(cè)兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，即電池單元電壓和電池組內(nèi)多個(gè)位置的溫度。此外，汽車(chē)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(wù)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(lián)處理多個(gè)電池，英飛凌部分最多可處理12節(jié)。每個(gè)單元的專用ADC和高系統(tǒng)集成度使汽車(chē)制造商能夠顯著降低成本。每個(gè) TLE9012DQU 器件還具有五個(gè)用于溫度監(jiān)控的輸入，并且在無(wú)需外部組件的情況下提供抗熱插拔的魯棒性。

準(zhǔn)確性是關(guān)鍵

BMS設(shè)備的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，這與車(chē)輛中部署的電池化學(xué)成分有很大關(guān)系。今天使用的兩種主要化學(xué)物質(zhì)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(duì)于給定的電池容量，它們的重量更輕。相反，對(duì)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(dòng)汽車(chē)，但時(shí)間將證明即使這些車(chē)輛也會(huì)轉(zhuǎn)向NMC使用。

LFP電池還需要更高精度的BMS，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的充電特性，比NMC等其他化學(xué)物質(zhì)更平坦。這種特性也會(huì)隨著細(xì)胞的壽命而變化。讓BMS“了解”電池如何隨時(shí)間變化至關(guān)重要。例如，與經(jīng)過(guò)數(shù)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(shí)具有更高的容量。如果BMS不承認(rèn)這一點(diǎn)，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)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(wú)線裸金屬服務(wù)器

電池管理系統(tǒng)的下一個(gè)發(fā)展是無(wú)線處理通信。如您所料，在考慮此類配置之前，必須進(jìn)行徹底的測(cè)試。大約一年前，通用汽車(chē)宣布將在偉世通提供的悍馬電動(dòng)汽車(chē)中部署第一臺(tái)無(wú)線BMS。通過(guò)移除部分布線和相關(guān)線束，汽車(chē)制造商可以節(jié)省成本和重量。無(wú)線BMS的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)移除幾個(gè)連接器來(lái)節(jié)省生產(chǎn)自動(dòng)化，這些連接器通常需要在裝配線上進(jìn)行人工勞動(dòng)。將無(wú)線信號(hào)放在通常的金屬盒中有助于保持這些信號(hào)的完整性和穩(wěn)健性。

敬請(qǐng)期待，英飛凌即將推出基于低功耗藍(lán)牙的無(wú)線BMS解決方案，該解決方案允許使用基于藍(lán)牙協(xié)議運(yùn)行的專有高性能網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。星形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)配置之間的這種混合允許信號(hào)最有效地進(jìn)行通信，并在連接斷開(kāi)時(shí)通過(guò)其他節(jié)點(diǎn)重新路由。更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)英飛凌的AIROC汽車(chē)無(wú)線頁(yè)面。

電動(dòng)汽車(chē)即將到來(lái)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)主要汽車(chē)制造商都承諾，未來(lái)幾年他們的汽車(chē)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