能延长EV/HEV续航里程的电池管理方案

电动车性能日趋成熟，又有加速性能好、噪声小、无需更换机油等诸多优势，再加上现在的政策支持，电动车市场越来越火爆。不少人对于买电动车唯一的顾虑还是“电动”。作为消费者，我们最关注电动车和混合动力的续航里程、电池的状况，以及使用寿命等指标。

电动车和混合动力汽车的电池管理系统 (BMS) 是驾驶员、汽车和电池之间的重要纽带。BMS包含监视和保护电池的电子元器件，现有的一些解决方案已经兼具这两种功能。

德州仪器（TI）BMS大中华区市场和应用部门经理文司华表示，汽车厂商做汽车的动力系统研发时，BMS往往是最难啃的骨头，因为它涉及到电池的化学特性、系统高度整合、自检测功能和安全特性等，这些综合起来技术难度是最高的。同时，这也是厂商核心的知识产权，因为好的电池管理解决方案能够有效的延长EV/HEV的续航里程。

驾驶员期望电池充满后汽车可以行驶更长的里程。通过使用精确的主动和被动电池均衡，可以实现更长的电池寿命。

EV/HEV的整个电池包由很多节电池串联组成，工作一定时间后，由于其电芯本身的不一致性、工作温度的不一致性等原因的，往往会表现出明显的差异，对电池的寿命和系统的使用有很大的影响。主动和被动能量均衡就是弥补电芯个体之间的差异而做一些主动或被动的充电放电的管理，确保电池的一致性，延长电池的寿命。其中，被动均衡主要是把电量多的电池通过电阻消耗达到均衡，主动均衡主要是把电量多的电池的电量通过电容、电感或变压器转移到电量少的电池达到均衡。

以TI最新推出的集成锂离子监视器和保护器bq76PL455A-Q1为例，它一次可测量16节电池，支持多达256节大串联电池的高精度电池节电压监视。bq76PL455A-Q1通过测量电池节电压来准确计算电池组充电状态和健康状态，并且平衡主动和被动电池节，以便从电池中提取尽可能多的电能。对于混合动力和电动车，这在为驾驶员增加行驶里程的同时，也降低了制造商的生产成本。

图：16节集成锂离子监视器和保护器bq76PL455A-Q1

除了电池性能和寿命方面的考量，电池的安全性也是非常重要的。从去年10月份发生在英国的爆炸和最近美国发生的一系列扭扭车起火，到亚马逊在12月将全部扭扭车下架。这些热门新闻让消费者更加重视锂电池的安全性，避免发生闪燃或爆炸。因此，将作为汽车安全系统的一部分的半导体器件还需要针对ISO26262标准进行工程设计。以bq76PL455A-Q1为例，它具有独立电压基准的过压/欠压比较器，以及针对已定义内部功能、开路检测等的内置自检。

很多人青睐EV/HEV，是因为其加速性能出众。据了解，如果在电池快没电时踩一脚油门，在没有控制的情况下，就意味着产生很大的电流，这个电流会使电池的电压下降，而电池电压一旦碰到最低的保护点时就没有动力了。所以，BMS要告诉控制台允许的最大功率，即便驾驶员狠狠踩了油门，也会限制电流和电压在安全范围之内。

对于国内比较热门的48V轻度混合动力系统，能够监视16节电池的bq76PL455A-Q1优势更加突出，单个IC就可以替代2个12节的监视器和保护器，大大降低了系统成本并有效简化了电路设计。可见，选择适合的电池管理解决方案不仅能够提升性能，保障安全，更能节约成本简化整体设计流程。