精度持续攀升 德州仪器助汽车制造商“行稳致远” 原创

电动汽车具有高效节能、零排放等突出特点。多国积极出台相关产业政策和法规，完善电动汽车产业链，加速推广电动汽车，促进低碳环保出行。

普华永道旗下咨询机构思略特发布的报告预计，到2030年，全球三大汽车市场欧盟、美国和中国新电动汽车注册数量将超过1740万辆，占汽车销售总量的份额接近27%。在降低能耗、应对气候变化等多重因素驱动下，许多国家将推动电动汽车产业发展、实现绿色转型视为拉动经济持续复苏的新增长点。

面对不断攀升电动汽车产业需求，2023年1月12日，德州仪器 (TI)推出了全新的汽车电芯监测器和电池包监测器。这些监测器提供更高精度的测量功能，可更大程度地增加电动汽车 (EV) 行驶时间并实现更安全的运行。

BQ79718-Q1电芯监测器和BQ79731-Q1电池包监测器是TI 此次发布的BMS系列全新产品，在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度，可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。德州仪器（TI）电池管理系统事业部总经理王世斌（Sam Wong）表示：“通过在 BMS方面的不断创新，TI使汽车制造商能够克服诸多阻碍电动汽车普及的关键障碍。 ”

德州仪器（TI）电池管理系统事业部总经理 王世斌（Sam Wong）

深耕“精度” 让续航里程不断提升

电池电压的测量准确度和精度对于消费者的驾驶体验至关重要。即使细微的温度变化也能对电动汽车的续航里程产生重大影响；特别是寒冷的天气，对电池电压范围影响的幅度可高达40%。这些变化会为电池电压和预期的电动汽车续航里程造成相当大的不确定性。先进的电池管理系统 (BMS) 有助于克服由于广泛普及电动汽车所带来的障碍。一直以来，TI专注克服复杂的系统设计挑战，并为用户企业提供了丰富的先进BMS器件系列产品，助力汽车制造商打造更安全、更可靠的驾驶体验，提高电动汽车普及率。

在电源管理系统方面，TI为解决“减小电源管理系统体积、提高电源管理系统性能”问题持续深耕。在电池管理支持方面，TI通过优化拓扑结构，实现了不同电池架构、电池数量（如12节电池、16节电池甚至更高的18节电池）的相互兼容，这意味着研发人员在设计具体系统时，可以实现在硬件方面的共用，有效提升设计效率。

在电池应用方面，安全问题一直为用户所担忧，是业界绕不开的话题。为打消用户对于电池安全的重重顾虑，TI通过提高温度参数、精确的电流参数等电池测量精度，提升了整个电池系统的安全性能。德州仪器电池管理系统事业部总经理王世斌坦言：“我们一直致力于带领团队从几个重点层面解决BMS中正面临的多样化挑战”。

在电池管理系统监测方面，TI可以对400V和800V的电池系统进行监测和均衡。王世斌强调：“我们非常重视电池监测过程中各项参数的精确性，希望以此提高系统的安全性。”他举例称，我们监测到电池中精确的电压、电流参数后，便可以此为基础为客户提供高精度的电化学阻抗跟踪分析，从而准确地判断电池的健康状态和荷电状态。”

在安全标准方面，TI的产品合乎汽车行业的ASIL-D标准，可以帮助客户的研发人员更方便地设计出符合汽车要求ASIL-D标准的车规级产品。

作为TI BMS系列中的全新产品，BQ79731-Q1和BQ79718-Q1在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度，可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。

“汽车制造商的目标是尽可能延长电动汽车的续航里程，而准确的荷电状态估算对于实现这一目标至关重要。”王世斌表示：“我们的全新器件大幅提升了电压和电流的测量精度，可让汽车制造商对准确预估电动汽车的真实续航里程充满信心。”

突破传统 三大更新带来颠覆体验

如何在反映真实续航里程的同时让汽车更加经济实惠，亦是汽车制造商面临的挑战之一。这项挑战意味着需要降低电池包成本并提高其能量密度。 

电压和电流同步功能 (64µs) 可提供电池运行状况的实时快照，实现对电池包电源的瞬时监测。这一级别的同步可支持电化学阻抗跟踪分析，让汽车制造商深入了解电池内核温度、电池老化和电池荷电状态。

在传统的BMS中。接线盒内部没有有源电子产品，电池接线盒中所有的测量都在电池管理单元BMU进行。电池接线盒通过线缆连接到ADC（模数转换器 ）端子。而智能电池接线盒，在接线盒内部设置有专用的电池包监测器，可以测量所有电压和电流，并通过简单的双绞线通信将信息传递给MCU。这有助于消除布线和线束，并以更低的噪声改进电压和电流测量。

谈及新产品在技术、功能方面的更新迭代，王世斌坦言：“与TI自身的产品做对比，此次发布的新品在3个方面进行了更新迭代。”

一是在电池、电芯的监测方面将精度提升至1mA的数量级，可以对磷酸铁锂等电池进行高精度的监测。王世斌解释道：“磷酸铁锂的曲线相对平缓，对于精度要求更高，新品正好可以满足这方面的要求。”

二是功能安全方面。此次新品完全符合ASIL-D要求，如冗余设计、错误状态报错等功能。均可满足客户在汽车功能安全方面的需求。

三是产品设计方案中电芯监测产品与电池包监测产品能够实现高精度同步，在设计中准确监测数据，对电池状态的评估也更加准确，对于计算汽车剩余里程有很大的帮助。

提到在寒冷环境下，LFP的功率密度下降，面临欠压和过压故障的挑战时。王世斌坦言，对于不同化学成份的电池而言，冷、热参数的变化对电池性能有较大影响。然而，TI的新品可以在电芯端精准监测电压，在接线盒端同步监测电流，并提供高精度、高准确性的数据。当汽车系统的设计者获得这些数据之后，可以从应用的角度通过电量计算的模型，精确地算出电池包的实际状态，继而有效地评估车辆行驶里程。他强调：“归根结底，高精度的监测，可以帮助系统更准确地作出评估。”

曲中奏雅之际，王世斌透露，在CES 2023上，TI已经展示了其BMS技术，包括全新的 BQ79718-Q1 电芯监测器和BQ79731-Q1电池包监测器。