近年來，新能源汽車滲透率不斷提升，不管是從各大車企的披露，還是從各大研究機構的預測，新能源汽車的銷售量還將持續攀升。筆者昨天在大廣高速上行駛1200公里，駕駛的就是車企標稱600公里續航的新能源汽車，一路也遇到了不少新能源汽車。新能源汽車滲透率的提升有目共睹，但要達到普及的程度，還需要進一步加大大眾對新能源汽車的信心。

這些信心不外乎三方面：續航里程、安全性和性價比。畢竟筆者為數不多的長途旅行經歷后，都會得到大量相同的疑問“充電方便嗎？”“要充幾次？’”“冬天掉電很快吧？”“安不安全呢？”

就說這次的1200公里吧？春運期間，遇到首次疫情防控放開，買不到票的情況下才有了這次旅程，所以天氣冷、里程長、速度快這樣對電動汽車不太友好的條件都具備了。實際的情況是，路上3次滿充（快充，耗時約一個小時），加上出發前一次滿充（慢充），行駛完約1300公里（高速1200公里），還剩標示200多公里電量，比日常行駛里程折扣稍微大了一些，不過充電沒有等位，全程駕駛體驗還是比較好的。但為了緩解我的剩余里程焦慮，每次充電都會在標稱剩余里程低于100公里前解決，就擔心電量不足時顯示的里程不準。

你看，還是焦慮了！

先進的電池管理系統 (BMS) 有助于克服阻止電動汽車廣泛普及的關鍵障礙。“新能源汽車制造商要在更大程度上延長其行駛里程，這就需要更高的電池監測精度。”德州儀器電池管理系統事業部總經理王世斌表示。

作為一家在電源管理系統上有著豐富經驗的企業，TI在如何減小電源管理系統的體積和提高性能方面持續鉆研。在電池管理支持方面，TI通過優化拓撲結構，可以做到對不同電池架構、電池數量（如12節電池、16節電池甚至最高18節電池）的相互兼容，這意味著在設計具體系統時，在一些軟硬件方面可以實現更好的共用，亦可提升設計的效率。

對電池應用來說，安全是重中之重。TI的產品通過提高電池測量精度，包括對溫度參數、精確電流參數測量精度的提高，優化熱管理，以提升整個電池系統的安全性能。

王世斌一直致力于帶領團隊解決BMS中各種各樣正面臨的挑戰：

一是電池管理系統監測，TI可以做到對400V和800V的電池系統進行監測和均衡。

二是關注電池監測過程中各項參數的精確性，以提高系統的安全性能。通過精確監測到電池中的電壓和電流參數，可以為客戶提供高精度的電池電化學的阻抗跟蹤分析，從而準確地獲得電池當前的健康狀態和荷電狀態。

三是安全標準，滿足合乎汽車要求的ASIL-D標準，可以幫助工程師更方便地設計出完全符合汽車要求ASIL-D標準的車規級產品。

四是擁有廣泛的產品組合和系統專業知識，可以節省研發資源并很方便地將設計擴展到新平臺。

現代 BMS 架構（圖源：TI公司）

王世斌介紹了BMS 領域的新興趨勢。現代 BMS 架構中，左上框是為電芯監測單元（CSU）。電池組中包含很多電芯（400V系統超過100個電芯，800V系統很可能超過200個電芯），需要能夠高精度監測每一個電芯電壓的產品。右上框為電池接線盒（BJB）。傳統的電池接線盒中通常有很多引線、接線、接口連接到電池管理單元（BMU），想要通過BMU單元對電池的高壓、電池盒內部的參數進行測量，就需要很多線束。智能接線盒的方案則可以把電池包的高精度電流監測系統、診斷系統以及通信模塊的功能都集成到專門用于智能電池盒的芯片產品中，免去了繁雜的線束。

“在接線盒和CSU之間，傳統架構會有很多連線傳輸電池采集的信息，TI的整套方案可以支持只有兩根線的菊花鏈通信，通過菊花鏈通信就可以非常方便地把電芯里面的各種信息通過兩根線傳輸到電池管理單元，可以降低很多線束的數量。同時，TI支持通過無線通信的方式來實現電池監測的信息傳輸，有利于進一步降低線束數量，給予終端用戶更多選擇。”王世斌說道。

在整個電池包系統方面，TI有包括預充驅動器、固態繼電器、隔離式電源、無線控制器等在內的整套系統方案。近日，TI更是帶來了豐富的 BMS 系列中的全新產品——電芯監測芯片BQ79718-Q1 以及電池包監測芯片BQ79731-Q1。

BQ79718-Q1時一款高精度電芯監測芯片，能夠實現高精度的電壓測量，進而更準確地預估電動汽車真實續航里程。同時，因為它能夠實現非常高的精度，這使得電池包充放電的可靠性和安全性非常高，在滿足ASIL要求的同時可以更好地降低對電動汽車剩余行駛里程的評估誤差。

BQ79718-Q1的異常檢測精度可以高達1mV的數量級，因此可以適用于不同化學成份的電池，包括主流的磷酸鐵鋰等化學成份電池，這使得電動汽車在里程計算方面可以達到更高的精度。

BQ79718-Q1完全符合功能安全的要求，可以隨時把電池當前可能的各種各樣的跟安全相關的，或者其他具體的參數準確地匯報到整個系統，使得用戶可以非常好地了解到電池當前精確的健康狀態，來精確評估剩余的行駛里程。 

BQ79718-Q1電芯監測器主要是用于測量電壓，在接線盒里的BQ79731-Q1電池包監測器則主要是用于測量電流。在電壓和電流的測量間有一個同步功能，同步的時延僅128μs，能夠非常準確地計算電動車當前的參數，使得整個系統可以更好地評估汽車后續能夠行駛的里程數。

精度影響著電動汽車續航里程（圖源：TI公司）

以一個典型的車輛狀態為例，假設剩余里程300公里，對于主流的鎳鈷錳鋰電池的方案，它的放電曲線相對較陡，基于10mV精度的計算可能會導致9.7公里左右的里程誤差，把OCV計算精度提升到1mV數量級時，換算到里程精度計算上就可以達到僅僅0.8公里的里程誤差。通過技術的提升，把精度從10mV提升到1mV后，對剩余里程計算精度可以提高8.9公里；對于比亞迪等車企主打的磷酸鐵鋰電池，這一改進帶來的變化就更大，由于磷酸鐵鋰放電曲線電壓斜率較小，有10mV誤差的情況下，整個對應的里程誤差就會達到125.5公里，如果把電壓誤差值降到1mV，則里程誤差就降到24.1公里，意味著車輛計算剩余里程時的不確定性降低了101.4公里。

此外，BQ79718-Q1 電芯監測器可提供符合汽車安全完整性等級 (ASIL) 要求的更出色的測量精度（主要路徑、冗余路徑和殘余誤差查找），超越了市面上絕大多數的其他電芯監測產品，使得汽車電池包能夠更安全地進行充電和放電。

BQ79718-Q1 電芯監測器和 BQ79731-Q1 電池包監測器均屬于 TI 的高精度電池監控器和均衡器產品系列。此外，該系列還包括 BQ79600-Q1 SPI/UART 通信橋接器件，可使用單獨的通信協議實現快速穩定的菊花鏈通信。

應對 BMS 新趨勢的 TI 技術（圖源：TI公司）

BQ79718-Q1 電芯監測器和 BQ79731-Q1電池包監測器 進一步豐富了TI 的BMS 系列產品。TI 的BMS 系列產品還包括用于無線 BMS 的 CC2662R-Q1 無線微控制器 (MCU)、TPSI3050-Q1 隔離式開關驅動器和 TPSI2140-Q1 隔離式開關器件。TI 還提供 BMS 設計套件，其中包括參考板、仿真器和汽車開放系統架構復雜器件驅動器。

憑借TI BMS的技術，可以使得整個電動汽車的未來路線獲得更好的提升，延長車輛行駛里程，并提升電動汽車使用的效率和未來發展的普及率。