汽车电池管理系统如何实现更高的集成度

您的手机、笔记本电脑、还有您去年收到的可充电产品礼物，预计电池还能续航多久？相信大家都注意到也就两三年的时间这些设备电池的性能就会显著下降。当然这对于制造商而言却是机会，所以5年内这些产品就会进行升级换代。

试想，一个电池设备要求提供长达10年的持续稳定的性能输出，同时它的使用环境并非办公桌、也非口袋里，而是在北方冬季寒冷和南方夏季炎热的户外，并且高昂的价格导致电池一旦失效，它的更换成本几乎等于整个产品的残值。这就是当下电动/混动车的电池。

经过一个多世纪的努力，电动汽车时代终于到来！是的，终于来了。您会看到，为电动/混动车提供动力的最新锂离子技术正在为满足客户的期待一直走在发展的前沿。如果你想享受电动车的驾乘乐趣，你就必须在电池性能的最佳点上进行操作，管理热需求并尊重其电化学性质（当然，只有魔鬼才能在所有细节上进行考虑和实现）、

比赛枪声已响起。如今，汽车制造商努力在更多的车中普及电气化，如纯电池电动汽车、各种形式的混合动力汽车，或者至少是自动启停配置选项。当汽车制造商集成技术时，重点便放在系统和子系统上。价值在哪里，成本是多少，是否可靠且安全？

作为一家提供全方位服务的汽车电子供应商，瑞萨已针对以上需求做出了对应。通过开发具有BMS功能的最新芯片，例如同步采样电芯电压，以简化和提高控制算法的效率；通过集成电池充电均衡开关，降低解决方案成本；通过电芯传感的拓扑设计提供对于“热插拔”和EMC带来的瞬态大电流的健壮的保护机制；并且提供对ASIL和功能安全分析的支持，等等。

现在回到那个魔鬼和细节难题。所有这些系统级工作的核心就是使系统更加可行。如何确保我们闪亮新电池能迎接其十岁生日？BMS实际上只能测量三个实时参数：电池电压，电池温度和流经所有串联电芯的电流。最终，与电池控制有关的所有其他事项都将根据这些数值进行计算。在这三个指标中，电池电压最重要。

为什么是电池电压？因为电池电压提供了电池电化学状态的最清晰指示。诚然，温度很重要，但是温度通常用于调整电芯电压的解读方式。测量电流和库仑计数是很有帮助的，但需要和电芯电压组合计算或者受限于电芯电压。换句话说，如果将电流和温度比喻成触觉和声音，那么电池电压就是视觉。

如何获得高精度 – 测量到的电压如何确切的代表电芯电极的电压值（初始精度）。将BMS IC焊接到PCB上时，所产生的应力会影响其精度（焊接后的精度）。在整个行驶周期中如何管理电池呢？由于电芯电压用于确定电池容量，因此BMS IC精度随温度或施加电压变化而发生的任何变化都将导致充电状态（SoC）或“电池容量”功能不准确。因此，瑞萨一直专注于设计BMS IC，例如ISL78714，该产品以最小的焊接后影响，低温漂移和对施加电压的低灵敏度在业界居于领先地位。

我们不能忘记，我们汽车的电池要使用十年或更长时间。如果我们希望能够跟踪电池在其整个生命周期（健康状况或SoH）中的状况，BMS IC必须在同一时期内具有非常稳定的精度。由于BMS无法区分是由于BMS IC精度变化而导致的电池电压变化还是电芯电压的实际变化，瑞萨专为汽车电池管理系统进行了BMS IC的寿命精度进行建模和改善，并处于业界领先地位。

电动汽车的时代已经到来。量产的系统和更高的产量推动了对功能更丰富的BMS IC解决方案的需求。瑞萨对此做出了回应，但敏锐地意识到，如果没有足够的电压精度，就无法实现更高的集成度。

审核编辑：郭婷