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(guān)的角度來看，特斯拉為電動汽車所做的貢獻(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，主流電動汽車所需的技術(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(shù)在PC/筆記本電腦繁榮時期得到了極大的改進(jìn)，這項研究為當(dāng)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(xiàn)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(xiàn)類似的飛躍。當(dāng)您的智能手機或筆記本電腦出現(xiàn)故障時，您可以重新啟動，或者在極端情況下，您將失去設(shè)備的服務(wù)。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(lǐng)導(dǎo)者之一，在電壓鏈的各個層面都擁有豐富的經(jīng)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(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100個電池。如今，隨著許多主要汽車制造商轉(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。

在任何給定時間，電池中都會監(jiān)測兩個關(guān)鍵參數(shù)，即電池單元電壓和電池組內(nèi)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(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(zhǔn)確性是關(guān)鍵

BMS設(shè)備的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，這與車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(zhuǎn)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(xué)物質(zhì)更平坦。這種特性也會隨著細(xì)胞的壽命而變化。讓BMS“了解”電池如何隨時間變化至關(guān)重要。例如，與經(jīng)過數(shù)千次循環(huán)的電池相比，全新電池的充電方式不同，并且在充滿電時具有更高的容量。如果BMS不承認(rèn)這一點，則可能會出現(xiàn)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(wù)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(jìn)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(guān)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(chǎn)自動化，這些連接器通常需要在裝配線上進(jìn)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(lán)牙的無線BMS解決方案，該解決方案允許使用基于藍(lán)牙協(xié)議運行的專有高性能網(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最有效地進(jìn)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(shù)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