EV电池变得越来越复杂，乘坐BMS一路走来

电动汽车（EV）并不新鲜。他们实际上早于亨利·福特（Henry Ford）在100年前成名的汽油动力汽车。然而，它们的缺陷是显而易见的，直到最近，也许是15年前，它们才注定要（接近）过时，直到它们卷土重来。至少从公关的角度来看，特斯拉为电动汽车所做的贡献比其所有前辈的总和还要多。

像我们每天使用的许多技术一样，主流电动汽车所需的技术需要帮助。值得庆幸的是，这种帮助正在路上，无论是在为车辆供电的电池中，还是在管理这些电池子系统的IC中。

这两个概念都是从消费电子行业（主要是主流笔记本电脑和智能手机）开始的。显然，规模完全不同，但概念是相同的。例如，锂电池技术在PC/笔记本电脑繁荣时期得到了极大的改进，这项研究为当今电动汽车中使用的电池铺平了道路。由于EV所需的功率水平，电池需要从3 V左右移动到今天的400V和800 V系统，并且实现这一飞跃所需的测试是巨大的。在此视频中了解更多信息。

与此同时，电动汽车中使用的电池管理系统（BMS）也不得不实现类似的飞跃。当您的智能手机或笔记本电脑出现故障时，您可以重新启动，或者在极端情况下，您将失去设备的服务。对于汽车中的故障，情况并非如此。因此，消除所有故障的压力是巨大的。

英飞凌是电池管理系统的领导者之一，在电压链的各个层面都拥有丰富的经验。就汽车而言，更高的电压水平需要使用更多的电池，这意味着更复杂的BMS具有相同的口头禅 - 失败不是一种选择。

BMS的复杂性日益增加

典型的汽车电池单元，根据其化学性质，标称电压在3.2至4.3 V之间。因此，典型的400 V电池组需要超过100个电池。如今，随着许多主要汽车制造商转向800 V，串联电池（以及相关的电池传感IC）的数量必须增加一倍，达到200多个。

在任何给定时间，电池中都会监测两个关键参数，即电池单元电压和电池组内多个位置的温度。此外，汽车制造商在电池组中平衡所有电池的电荷，以确保电池正确均匀地充电和放电。这既是出于安全和磨损原因。这些任务通常由电池监控和平衡IC（也称为电池管理IC）执行。

最新的电池管理IC，包括英飞凌的TLE9012 DQU，可以串联处理多个电池，英飞凌部分最多可处理12节。每个单元的专用ADC和高系统集成度使汽车制造商能够显著降低成本。每个 TLE9012DQU 器件还具有五个用于温度监控的输入，并且在无需外部组件的情况下提供抗热插拔的鲁棒性。

准确性是关键

BMS设备的准确性至关重要，这与车辆中部署的电池化学成分有很大关系。今天使用的两种主要化学物质是镍锰钴（NMC）和磷酸铁锂（LFP）。NMC电池往往具有更高的性能和更高的密度，因此对于给定的电池容量，它们的重量更轻。相反，对于给定的容量，LFP电池往往更便宜，但更重。它们通常用于许多低端电动汽车，但时间将证明即使这些车辆也会转向NMC使用。

LFP电池还需要更高精度的BMS，因为它们具有独特的充电特性，比NMC等其他化学物质更平坦。这种特性也会随着细胞的寿命而变化。让BMS“了解”电池如何随时间变化至关重要。例如，与经过数千次循环的电池相比，全新电池的充电方式不同，并且在充满电时具有更高的容量。如果BMS不承认这一点，则可能会出现问题。电池的磨损和降解也因许多因素而异，包括温度和使用情况。这适用于LFP和NMC电池单元。

无线裸金属服务器

电池管理系统的下一个发展是无线处理通信。如您所料，在考虑此类配置之前，必须进行彻底的测试。大约一年前，通用汽车宣布将在伟世通提供的悍马电动汽车中部署第一台无线BMS。通过移除部分布线和相关线束，汽车制造商可以节省成本和重量。无线BMS的另一个优点是通过移除几个连接器来节省生产自动化，这些连接器通常需要在装配线上进行人工劳动。将无线信号放在通常的金属盒中有助于保持这些信号的完整性和稳健性。

敬请期待，英飞凌即将推出基于低功耗蓝牙的无线BMS解决方案，该解决方案允许使用基于蓝牙协议运行的专有高性能网状网络。星形网络和网状网络配置之间的这种混合允许信号最有效地进行通信，并在连接断开时通过其他节点重新路由。更多信息，请访问英飞凌的AIROC汽车无线页面。

电动汽车即将到来，因为大多数主要汽车制造商都承诺，未来几年他们的汽车将有很大一部分由电池供电。BMS必须跟上步伐。

审核编辑：郭婷