德州儀器（TI）創(chuàng)建了一種新設(shè)備，可以對(duì)三到六個(gè)電池進(jìn)行高精度測(cè)量。電動(dòng)汽車(chē)（EV）通常依賴(lài)于多個(gè)電池，必須對(duì)其進(jìn)行平衡才能實(shí)現(xiàn)最大的電池效率。TI的新部分關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)至關(guān)重要。

電動(dòng)汽車(chē)的性能僅優(yōu)于配備內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng)汽車(chē)。電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是效率更高，并具有出色的性能。這些電動(dòng)機(jī)通過(guò)徹底消除噪聲水平和污染排放，也可以大大簡(jiǎn)化車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)。

電動(dòng)汽車(chē)也有缺點(diǎn)，但是其中許多與電池和電池管理直接相關(guān)。它們包括范圍限制和長(zhǎng)充電時(shí)間，這歸因于電能存儲(chǔ)系統(tǒng)中當(dāng)前使用的技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力（HEV）車(chē)輛出現(xiàn)的電流和電壓值非常高，還必須遵守最嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保車(chē)輛上電子部件的任何故障或損壞都不會(huì)造成任何危險(xiǎn)。車(chē)輛的乘員。

新電動(dòng)汽車(chē)的重要特點(diǎn)之一是可以很容易地從外部電源充電。這使它們與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)區(qū)分開(kāi)來(lái)，后者將內(nèi)燃機(jī)和電池集成在一起，但無(wú)法連接到電源。電動(dòng)汽車(chē)有兩種基本類(lèi)型：全電動(dòng)汽車(chē)（AEV）和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（pHEV）。

AEV僅靠電力運(yùn)行，并由一臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制，并且完全依靠正確充電的電池供電。它們不消耗燃料，也不出現(xiàn)廢氣排放。它們包括電池電動(dòng)汽車(chē)（BEV）和燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車(chē)（FCEV）。除了從電網(wǎng)充電外，這兩種類(lèi)型均通過(guò)再生制動(dòng)部分加載，再生制動(dòng)會(huì)吸收制動(dòng)過(guò)程中正常損耗的部分能量（或使用其他來(lái)源）。

德州儀器（TI）電動(dòng)汽車(chē)/HEV電池汽車(chē)產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和功能安全總監(jiān)IvoMarocco表示：“今天，我認(rèn)為陽(yáng)光是可用于為這些車(chē)輛的系統(tǒng)充電的最有效的能源?！?/p>

電動(dòng)汽車(chē)制造商選擇針對(duì)耐用性而非高比能量進(jìn)行優(yōu)化的電池；這些電池比消費(fèi)電子產(chǎn)品中使用的電池更大，更重。鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)中的使用正在推動(dòng)行業(yè)研究如何延長(zhǎng)其使用壽命，與此同時(shí)，專(zhuān)家已開(kāi)始分析故障和自然退化的原因。

盡管如此，它們?nèi)匀皇请妱?dòng)汽車(chē)存儲(chǔ)的重要選擇。Ivo說(shuō)：“它們以最小的重量和空間供應(yīng)了最高的能量密度。”

鋰離子電池在投放市場(chǎng)之前要進(jìn)行幾年的理論和實(shí)驗(yàn)研究，但這并不意味著沒(méi)有進(jìn)一步研究的理由。研究人員正在解決提高功率密度，耐用性，成本，充電時(shí)間和安全性方面的挑戰(zhàn)。裝料量的管理將通過(guò)快速有效的熱交換系統(tǒng)提高熱管理效率，防止爆炸或變形。

由于制造商致力于在不斷上升的電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)中提高市場(chǎng)份額，因此該技術(shù)的快速采用是汽車(chē)領(lǐng)域前所未有的設(shè)計(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)。

性能監(jiān)控是鋰離子應(yīng)用成功的關(guān)鍵：除了將能量積累計(jì)算為一種工作指標(biāo)外，該功能還保證了較長(zhǎng)的電池壽命，防止了可能損壞電池的情況。

BMS管理可充電電池（單個(gè)電池或整個(gè)電池組），以通過(guò)確定安全操作區(qū)域（即電池組以及單個(gè)電池確保最佳技術(shù)性能和耐用性的安全區(qū)域）來(lái)保護(hù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。BMS是一個(gè)用于完全控制電動(dòng)汽車(chē)電池組的系統(tǒng)，具有電池單元陣列管理以及所有診斷和安全功能，用于管理車(chē)輛上的高壓和電池程序平衡。用于鋰離子技術(shù)的BMS系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能是電池單元的平衡，這可以彌補(bǔ)它們之間的任何細(xì)微差異，從而優(yōu)化電池組的使用壽命。

“電池管理系統(tǒng)的目標(biāo)是準(zhǔn)確測(cè)量背部電池的電壓，然后可靠地報(bào)告它們?！睆谋举|(zhì)上講，這就是這類(lèi)車(chē)輛的電池管理系統(tǒng)要完成的兩個(gè)重要任務(wù)?！盜vo說(shuō)。

BMS還負(fù)責(zé)監(jiān)視電池的運(yùn)行狀況，以確保在一定的電壓和溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。它還以雙重目的執(zhí)行估計(jì)充電狀態(tài)（SOC充電狀態(tài)）的任務(wù)，以供應(yīng)有關(guān)充電系統(tǒng)和使用存儲(chǔ)的能量的設(shè)備可用的充電信息，并能夠執(zhí)行平衡。另外，BMS執(zhí)行電池健康狀態(tài)的評(píng)估（SOH健康狀態(tài)），以確定電池內(nèi)部電池的剩余壽命。

德州儀器（TI）BQ79606A-Q1可同時(shí)對(duì)三到六個(gè)電池單元進(jìn)行高精度測(cè)量。該設(shè)備可以支持汽車(chē)應(yīng)用電池組中的大型電池堆配置。BQ79606A-Q1供應(yīng)一個(gè)用于電池單元輸入的delta-sigmaADC轉(zhuǎn)換器，可以同時(shí)測(cè)量電池電壓。電池組利用電池的電勢(shì)并將信號(hào)傳輸?shù)紹MS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分。

“該設(shè)備要做的一件事就是對(duì)齊同步并進(jìn)行調(diào)整，因此有可能延遲ADC轉(zhuǎn)換的開(kāi)始并對(duì)齊所有單元，以便電壓測(cè)量是同步的?！盜vo說(shuō)。

新設(shè)備包括用于通過(guò)6NTC進(jìn)行溫度驗(yàn)證的其他輔助采集系統(tǒng)，以及用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全檢查的內(nèi)部指南。還包括ADC模具溫度測(cè)量，以供應(yīng)溫度校正，以在擴(kuò)展的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度結(jié)果。BQ79606EVM板允許評(píng)估BQ79606A-Q1的性能。

圖1：BQ79606A-Q1的功能框圖

圖2：BQ79606EVM評(píng)估板

設(shè)計(jì)上的重要挑戰(zhàn)是高電壓風(fēng)險(xiǎn)和BMS數(shù)據(jù)采集電路的熱插拔功能，在這種情況下，可能還要測(cè)量串聯(lián)連接的電池的數(shù)百個(gè)電勢(shì)。電池單元的布置特別重要，因?yàn)槌叽?，重量以及最重要的是成本不僅對(duì)車(chē)輛維護(hù)有影響，而且對(duì)相關(guān)市場(chǎng)也有影響。

模塊中組織的解決方法有助于分配權(quán)重，并供應(yīng)實(shí)用性和易于管理性?？紤]到模塊的尺寸與布線(xiàn)的成本和復(fù)雜性成比例，必須對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。模塊化電池組可以包括微處理器以控制數(shù)據(jù)采集過(guò)程以及可靠的通信接口。

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