德州儀器（TI）創建了一種新設備，可以對三到六個電池進行高精度測量。電動汽車（EV）通常依賴于多個電池，必須對其進行平衡才能實現最大的電池效率。TI的新部分關于電動汽車的電池管理系統至關重要。

電動汽車的性能僅優于配備內燃機的傳統汽車。電動機的特點是效率更高，并具有出色的性能。這些電動機通過徹底消除噪聲水平和污染排放，也可以大大簡化車輛的機械設計。

電動汽車也有缺點，但是其中許多與電池和電池管理直接相關。它們包括范圍限制和長充電時間，這歸因于電能存儲系統中當前使用的技術。電動汽車和混合動力（HEV）車輛出現的電流和電壓值非常高，還必須遵守最嚴格的安全標準，以確保車輛上電子部件的任何故障或損壞都不會造成任何危險。車輛的乘員。

新電動汽車的重要特點之一是可以很容易地從外部電源充電。這使它們與混合動力電動汽車區分開來，后者將內燃機和電池集成在一起，但無法連接到電源。電動汽車有兩種基本類型：全電動汽車（AEV）和插電式混合動力汽車（pHEV）。

AEV僅靠電力運行，并由一臺或多臺電動機控制，并且完全依靠正確充電的電池供電。它們不消耗燃料，也不出現廢氣排放。它們包括電池電動汽車（BEV）和燃料動力電池電動汽車（FCEV）。除了從電網充電外，這兩種類型均通過再生制動部分加載，再生制動會吸收制動過程中正常損耗的部分能量（或使用其他來源）。

德州儀器（TI）電動汽車/HEV電池汽車產品業務開發和功能安全總監IvoMarocco表示：“今天，我認為陽光是可用于為這些車輛的系統充電的最有效的能源。”

電動汽車制造商選擇針對耐用性而非高比能量進行優化的電池；這些電池比消費電子產品中使用的電池更大，更重。鋰離子電池在電動汽車中的使用正在推動行業研究如何延長其使用壽命，與此同時，專家已開始分析故障和自然退化的原因。

盡管如此，它們仍然是電動汽車存儲的重要選擇。Ivo說：“它們以最小的重量和空間供應了最高的能量密度。”

鋰離子電池在投放市場之前要進行幾年的理論和實驗研究，但這并不意味著沒有進一步研究的理由。研究人員正在解決提高功率密度，耐用性，成本，充電時間和安全性方面的挑戰。裝料量的管理將通過快速有效的熱交換系統提高熱管理效率，防止爆炸或變形。

由于制造商致力于在不斷上升的電動和混合動力汽車市場中提高市場份額，因此該技術的快速采用是汽車領域前所未有的設計活動的基礎。

性能監控是鋰離子應用成功的關鍵：除了將能量積累計算為一種工作指標外，該功能還保證了較長的電池壽命，防止了可能損壞電池的情況。

BMS管理可充電電池（單個電池或整個電池組），以通過確定安全操作區域（即電池組以及單個電池確保最佳技術性能和耐用性的安全區域）來保護存儲系統。BMS是一個用于完全控制電動汽車電池組的系統，具有電池單元陣列管理以及所有診斷和安全功能，用于管理車輛上的高壓和電池程序平衡。用于鋰離子技術的BMS系統的另一個重要功能是電池單元的平衡，這可以彌補它們之間的任何細微差異，從而優化電池組的使用壽命。

“電池管理系統的目標是準確測量背部電池的電壓，然后可靠地報告它們。”從本質上講，這就是這類車輛的電池管理系統要完成的兩個重要任務。”Ivo說。

BMS還負責監視電池的運行狀況，以確保在一定的電壓和溫度范圍內運行。它還以雙重目的執行估計充電狀態（SOC充電狀態）的任務，以供應有關充電系統和使用存儲的能量的設備可用的充電信息，并能夠執行平衡。另外，BMS執行電池健康狀態的評估（SOH健康狀態），以確定電池內部電池的剩余壽命。

德州儀器（TI）BQ79606A-Q1可同時對三到六個電池單元進行高精度測量。該設備可以支持汽車應用電池組中的大型電池堆配置。BQ79606A-Q1供應一個用于電池單元輸入的delta-sigmaADC轉換器，可以同時測量電池電壓。電池組利用電池的電勢并將信號傳輸到BMS系統的數據采集部分。

“該設備要做的一件事就是對齊同步并進行調整，因此有可能延遲ADC轉換的開始并對齊所有單元，以便電壓測量是同步的。”Ivo說。

新設備包括用于通過6NTC進行溫度驗證的其他輔助采集系統，以及用于對設備進行安全檢查的內部指南。還包括ADC模具溫度測量，以供應溫度校正，以在擴展的溫度范圍內實現高精度結果。BQ79606EVM板允許評估BQ79606A-Q1的性能。

圖1：BQ79606A-Q1的功能框圖

圖2：BQ79606EVM評估板

設計上的重要挑戰是高電壓風險和BMS數據采集電路的熱插拔功能，在這種情況下，可能還要測量串聯連接的電池的數百個電勢。電池單元的布置特別重要，因為尺寸，重量以及最重要的是成本不僅對車輛維護有影響，而且對相關市場也有影響。

模塊中組織的解決方法有助于分配權重，并供應實用性和易于管理性。考慮到模塊的尺寸與布線的成本和復雜性成比例，必須對其進行專門研究。模塊化電池組可以包括微處理器以控制數據采集過程以及可靠的通信接口。

本文編譯自eetimes。