近日，上海一輛Tesla Model S電動(dòng)豪華轎車(chē)在地下車(chē)庫(kù)里，在未啟動(dòng)、未碰撞、未充電的三“未”狀態(tài)下無(wú)端自燃。無(wú)獨(dú)有偶，同一天，西安蔚來(lái)授權(quán)服務(wù)中心一輛正在維修的蔚來(lái)ES8電動(dòng)汽車(chē)也發(fā)生了自燃，為這場(chǎng)電動(dòng)汽車(chē)的信任危機(jī)火上澆油。后經(jīng)相關(guān)部門(mén)初步判定，兩次自燃皆由于電池短路導(dǎo)致。
Tesla Model S電動(dòng)豪華轎車(chē)自燃（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
一輛電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)程有三個(gè)關(guān)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(dòng)汽車(chē)充電狀態(tài)下的安全更有保障，否則可能導(dǎo)致自燃現(xiàn)象。其中，BMS能夠讓電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池有良好的“溝通”，并保證電池組在安全區(qū)間里運(yùn)行。此外，BMS還能根據(jù)環(huán)境溫度、電池狀態(tài)以及車(chē)輛需求等因素調(diào)整電池的充放功率等。近日，全球領(lǐng)先的高性能模擬技術(shù)企業(yè)ADI電池管理系統(tǒng)資深應(yīng)用工程師王成在某論壇上發(fā)表演講，詳細(xì)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(shí)力這樣煉成
眾所周知，按照電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池管理的需求，BMS具備的功能包括SOC/SOH（充電狀態(tài)/運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)涵蓋了產(chǎn)品的管理、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)和報(bào)廢等階段，覆蓋產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)主要關(guān)注的階段有概念、系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)、硬件開(kāi)發(fā)和軟件開(kāi)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出汽車(chē)安全完整性等級(jí)ASIL（Automotive Safety Integrity Level），ISO26262標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了A到D四個(gè)安全等級(jí)，其中D級(jí)為最高等級(jí)，相應(yīng)的需求最為苛刻。
在得出安全等級(jí)ASIL后，需要設(shè)立安全目標(biāo)（Safety Goal），并提出相應(yīng)的安全需求（Safety Requirement）和安全機(jī)制（Safety Mechanism），并在必要的時(shí)候做功能安全等級(jí)分解。據(jù)王成介紹，一般而言主流車(chē)廠認(rèn)為BMS應(yīng)該需要達(dá)到的安全等級(jí)至少是ASIL-C，而ADI的BMS產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)其功能安全從信號(hào)采集診斷、溫度監(jiān)測(cè)、FTTI等多方面進(jìn)行了充分驗(yàn)證，并且提供了外部器件的故障的診斷覆蓋方法，樹(shù)立了高性能高可靠性BMS系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
ADI BMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)的四大理念
ADI BMS產(chǎn)品的另一大優(yōu)勢(shì)在于鋰電池的管理精度，無(wú)論面對(duì)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(chē)廠以及電池供應(yīng)商大膽使用它的電池容量，不會(huì)因?yàn)榫炔粔蚨s手縮腳，也能在同樣電池容量下提高電動(dòng)汽車(chē)的整體續(xù)航里程?！澳茏龅竭@樣成績(jī)主要是因?yàn)锳DI BMS產(chǎn)品內(nèi)嵌了一個(gè)被稱(chēng)為Buried Zener Reference的技術(shù)，這是個(gè)非常穩(wěn)定的基準(zhǔn)源，能夠給測(cè)量系統(tǒng)提供很精確的特性?！蓖醭山忉尩?。
Buried Zener Reference技術(shù)為系統(tǒng)提升測(cè)量精度
此外，隨著主機(jī)廠對(duì)動(dòng)力電池的輕量化、降成本變得越來(lái)越敏感，為了進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，ADI推出了無(wú)線BMS，去除了汽車(chē)的線纜連接，降低了汽車(chē)重量的同時(shí)減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度，并增加了系統(tǒng)的可靠性。無(wú)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(lái)，一旦某處連接出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都將癱瘓，而無(wú)線通訊BMS可以減少接插件失效風(fēng)險(xiǎn)，單點(diǎn)的失效對(duì)整體的影響有限。
揭秘ADI高壓電池管理IC，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)BMS系統(tǒng)少不了它
事實(shí)上，ADI 已經(jīng)在汽車(chē)電池行業(yè)深耕多年，從第一款電池管理IC開(kāi)始，ADI堅(jiān)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(lǐng)域，ADI 占有絕對(duì)市場(chǎng)份額，現(xiàn)在也已經(jīng)延伸至鋰電池領(lǐng)域，同樣擁有很高的市場(chǎng)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(zhǔn)的電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高電壓輸入多路復(fù)用開(kāi)關(guān)MUX和一個(gè)SPI/isoPSI接口?？梢园堰@些器件以菊花鏈的方式串聯(lián)起來(lái) （無(wú)需使用光耦合器或光隔離器）以監(jiān)視到長(zhǎng)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(zhuān)為汽車(chē)和運(yùn)輸機(jī)械應(yīng)用，滿足 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)。
ADI完整的電池組監(jiān)視IC
在演講上，王成重點(diǎn)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(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)的完整電池測(cè)量器件，能夠測(cè)量多達(dá)12個(gè)串接式電池的電壓，并具有優(yōu)于0.04%的準(zhǔn)確度。多個(gè)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(hù)。此外，LTC6811與SmartMesh無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合，更是可解決汽車(chē)配線線束和連接器所引起并長(zhǎng)期存在的可靠性問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)
BMS控制方法作為動(dòng)力電池中心控制思想，直接影響動(dòng)力電池的使用壽命及電動(dòng)汽車(chē)的安全運(yùn)行與整車(chē)性能，對(duì)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(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的長(zhǎng)期發(fā)展。ADI從開(kāi)發(fā)高性能高可靠性BMS系統(tǒng)做起，持續(xù)為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)添磚加瓦，致力于帶領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)更智能、環(huán)保、安全的電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代。