由于測量和控制的復(fù)雜性,，包含電池平衡以及電壓和溫度測量的集成多通道 IC 代表了一種具有成本效益和優(yōu)化的解決方案,。這種監(jiān)控和平衡設(shè)備的一個例子是 STMicroelectronics 的L9963芯片，該芯片支持每個芯片多達(dá) 14 個電池和多達(dá) 7 個 NTC 溫度傳感器輸入,。

　　一塊 L9963 芯片提供了實(shí)現(xiàn) 14 個單元管理單元 （CMU） 所需的功能以及模塊管理單元 （MMU） 功能,。電池監(jiān)控和保護(hù)芯片提供了一個高精度的電池電壓測量路徑,，它可以同步電池電壓和電池堆電流讀數(shù)，從而逐個電池地指示整個電池堆的充電狀態(tài)。

　　一個或多個此類設(shè)備與合適的微控制器的組合——以實(shí)現(xiàn)電池組管理單元 （PMU）——提供了一個完整的電池組解決方案,。

　　對于每個連接的電池,，CMU 獲取電池電壓和溫度，并通過電隔離接口將這些數(shù)據(jù)傳送到主處理單元,。CMU直接影響整個電池的KPI參數(shù),。它可以越準(zhǔn)確地確定電池電壓，就可以更好地利用可用的電池容量,，并且可以更精確地得出其他更高級別的應(yīng)用參數(shù),，例如充電狀態(tài)。

　　為了實(shí)現(xiàn)電池之間的有效電荷平衡,，可以應(yīng)用被動平衡方法,。可切換負(fù)載與每個電池并聯(lián)放置,，因此在充電階段,，各個電池的充電水平可以保持恒定或在開關(guān)導(dǎo)通的情況下略微降低。這平衡了整個電池組的充電水平,，因?yàn)榫哂蟹菍?dǎo)電“平衡旁路”的電池繼續(xù)提高其充電水平,。

　　在這里，L9963 電池保護(hù)芯片簡化了這種被動平衡,，因?yàn)樗峁┝思善胶?MOSFET,，只需要外部平衡負(fù)載,。此外,，該設(shè)備提供了多種配置選項，有助于對平衡過程進(jìn)行自主和簡化的控制,。

　　然后,，必須使用電隔離接口將獲取的傳感器數(shù)據(jù)和診斷信息傳輸?shù)教幚韱卧詫⒏邏弘姵赜蚺c常規(guī)車輛總線系統(tǒng)和電源正確分離,。L9963 芯片支持變壓器和基于電容器的耦合,，以創(chuàng)建電隔離接口。

　　快速通信是關(guān)鍵,，L9963 允許高達(dá) 2.66 Mbps 的數(shù)據(jù)速率,，這意味著對于一個完整的 400 V 電池而言，更新間隔小于 4 ms,。在此示例中,，電池由 96 節(jié)電池串聯(lián)組成，其中包含 7 個 L9963 設(shè)備,，每個電池管理一組 14 節(jié)電池,，所有 L9963 設(shè)備通過單個菊花鏈通信接口進(jìn)行通信。

　　所有這些方面——傳感器數(shù)據(jù)的采集,、測量的完整性測試,、采樣數(shù)據(jù)的傳輸以及電池的永久監(jiān)督——對于車輛的運(yùn)行和車輛乘員來說都是安全的關(guān)鍵,。使用根據(jù) ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的 L9963 等適當(dāng)?shù)碾姵毓芾碓O(shè)備，安全要求達(dá)到 ASIL D,，設(shè)計了安全功能,。

　　鋰離子電池化學(xué)成分可提供出色的功率密度和比功率，這些特性是最大化車輛每次充電續(xù)航里程的關(guān)鍵,。本文強(qiáng)調(diào)了 BMU 的重要性,，以確保電池提供預(yù)期的性能，并最大限度地延長電池使用壽命,，同時滿足安全要求,。在組件級別，這意味著信號路徑必須在很寬的溫度范圍內(nèi)提供高精度,，并且還有適當(dāng)?shù)目刂苼砉芾黼姵亍?/p>

　　盡管如此,，電池組和 BMU 只是與 EV 相關(guān)的整個能量傳輸和存儲系統(tǒng)的一部分。除了安裝在車主車庫中的充電設(shè)備外,，隨著電動汽車銷量的持續(xù)增長,，電動汽車服務(wù)設(shè)備 （EVSE） 也越來越多產(chǎn)。EVSE 與車載充電器連接,，將來自電網(wǎng)的輸入功率轉(zhuǎn)換為高壓直流電 （HVDC）,。一些充電器直接以非常高的電流提供 HVDC，可以在 20 到 30 分鐘內(nèi)將車輛充電至 70% 以上,。

　　電池電動汽車 （BEV） 和 HEV 有可能兌現(xiàn)減少交通運(yùn)輸碳足跡的承諾,。通過采用適當(dāng)和適當(dāng)?shù)碾姵爻潆娂夹g(shù)，消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)他們可以在不影響車輛性能和便利性的情況下這樣做,。