近日，上海一輛Tesla Model S電動豪華轎車在地下車庫里,，在未啟動,、未碰撞、未充電的三“未”狀態(tài)下無端自燃,。無獨有偶,，同一天，西安蔚來授權服務中心一輛正在維修的蔚來ES8電動汽車也發(fā)生了自燃,，為這場電動汽車的信任危機火上澆油,。后經(jīng)相關部門初步判定，兩次自燃皆由于電池短路導致,。
Tesla Model S電動豪華轎車自燃（圖片來源于網(wǎng)絡）
一輛電動汽車的充電過程有三個關鍵角色：電芯,、BMS電池管理系統(tǒng)以及傳感器，三者之間的完美配合將使電動汽車充電狀態(tài)下的安全更有保障,，否則可能導致自燃現(xiàn)象,。其中，BMS能夠讓電動汽車與動力電池有良好的“溝通”,，并保證電池組在安全區(qū)間里運行,。此外，BMS還能根據(jù)環(huán)境溫度,、電池狀態(tài)以及車輛需求等因素調(diào)整電池的充放功率等,。近日，全球領先的高性能模擬技術企業(yè)ADI電池管理系統(tǒng)資深應用工程師王成在某論壇上發(fā)表演講,，詳細介紹了ADI高性能高可靠性的鋰電池管理系統(tǒng),。
多維提升， BMS“硬”實力這樣煉成
眾所周知,，按照電動汽車對電池管理的需求,，BMS具備的功能包括SOC/SOH（充電狀態(tài)/運行狀態(tài)）估算,、故障診斷、均衡控制,、熱管理和充電管理等,。ISO26262定義的功能安全標準涵蓋了產(chǎn)品的管理、開發(fā),、生產(chǎn),、經(jīng)營、服務和報廢等階段,，覆蓋產(chǎn)品的整個生命周期,，產(chǎn)品開發(fā)時主要關注的階段有概念、系統(tǒng)級開發(fā),、硬件開發(fā)和軟件開發(fā)等階段,。在功能安全概念階段要做系統(tǒng)危害分析和風險評估，得出汽車安全完整性等級ASIL（Automotive Safety Integrity Level）,，ISO26262標準規(guī)定了A到D四個安全等級,，其中D級為最高等級，相應的需求最為苛刻,。
在得出安全等級ASIL后,，需要設立安全目標（Safety Goal），并提出相應的安全需求（Safety Requirement）和安全機制（Safety Mechanism）,，并在必要的時候做功能安全等級分解,。據(jù)王成介紹，一般而言主流車廠認為BMS應該需要達到的安全等級至少是ASIL-C,，而ADI的BMS產(chǎn)品在開發(fā)時,，對其功能安全從信號采集診斷、溫度監(jiān)測,、FTTI等多方面進行了充分驗證,，并且提供了外部器件的故障的診斷覆蓋方法，樹立了高性能高可靠性BMS系統(tǒng)的行業(yè)標準,。
ADI BMS產(chǎn)品設計的四大理念
ADI BMS產(chǎn)品的另一大優(yōu)勢在于鋰電池的管理精度,，無論面對什么環(huán)境，都能把精度誤差控制在非常小的范圍內(nèi),，且可以保持十年不變,。這就能讓車廠以及電池供應商大膽使用它的電池容量，不會因為精度不夠而縮手縮腳,，也能在同樣電池容量下提高電動汽車的整體續(xù)航里程,。“能做到這樣成績主要是因為ADI BMS產(chǎn)品內(nèi)嵌了一個被稱為Buried Zener Reference的技術,，這是個非常穩(wěn)定的基準源,，能夠給測量系統(tǒng)提供很精確的特性,。”王成解釋道,。
Buried Zener Reference技術為系統(tǒng)提升測量精度
此外,，隨著主機廠對動力電池的輕量化、降成本變得越來越敏感,，為了進一步推動電動汽車的發(fā)展,，ADI推出了無線BMS，去除了汽車的線纜連接,，降低了汽車重量的同時減小了系統(tǒng)的復雜度,，并增加了系統(tǒng)的可靠性。無論是CAN總線還是isoSPI總線,，采用菊花鏈方式將電池監(jiān)控芯片串聯(lián)起來,，一旦某處連接出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)都將癱瘓,，而無線通訊BMS可以減少接插件失效風險，單點的失效對整體的影響有限,。
揭秘ADI高壓電池管理IC,，實現(xiàn)先進BMS系統(tǒng)少不了它
事實上，ADI 已經(jīng)在汽車電池行業(yè)深耕多年,，從第一款電池管理IC開始,，ADI堅持以最好的產(chǎn)品性能提供最優(yōu)秀的BMS解決方案。目前產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第五代,，在性能和功能安全方面都做到了業(yè)界頂尖,。
ADI電池管理IC的研發(fā)歷史
據(jù)王成分享，在鉛酸電池管理領域,，ADI 占有絕對市場份額,，現(xiàn)在也已經(jīng)延伸至鋰電池領域，同樣擁有很高的市場份額,。ADI 的多節(jié)電池,、高電壓電池組監(jiān)視器系列是完整的電池監(jiān)視IC，它們內(nèi)置了 16 位 ADC,、精準的電壓基準,、一個高電壓輸入多路復用開關MUX和一個SPI/isoPSI接口?？梢园堰@些器件以菊花鏈的方式串聯(lián)起來 （無需使用光耦合器或光隔離器）以監(jiān)視到長串聯(lián)接電池中每節(jié)電池電壓,。LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，就是專為汽車和運輸機械應用,，滿足 AEC-Q100 標準,。
ADI完整的電池組監(jiān)視IC
在演講上,，王成重點介紹了ADI電池組監(jiān)視器LTC681X系列。以ADI 第四代鋰電池組監(jiān)控 IC產(chǎn)品LTC6811為例,，這是一款面向混合動力/電動汽車的完整電池測量器件,，能夠測量多達12個串接式電池的電壓，并具有優(yōu)于0.04%的準確度,。多個LTC6811可采用菊花鏈連接,，該IC也可提供業(yè)界最快的轉(zhuǎn)換速度和最佳數(shù)據(jù)保護。此外,，LTC6811與SmartMesh無線網(wǎng)格網(wǎng)絡系統(tǒng)相結合,，更是可解決汽車配線線束和連接器所引起并長期存在的可靠性問題。
結束語
BMS控制方法作為動力電池中心控制思想,，直接影響動力電池的使用壽命及電動汽車的安全運行與整車性能,，對續(xù)航更是具有重大影響。因此,，做好電池管理系統(tǒng),，將極大促進電動汽車的長期發(fā)展。ADI從開發(fā)高性能高可靠性BMS系統(tǒng)做起,，持續(xù)為汽車產(chǎn)業(yè)添磚加瓦,，致力于帶領我們進入一個更智能、環(huán)保,、安全的電動汽車時代,。