在半导体业者的尽力下，新一代电池仓库监控芯片已可一起比较电池电压与参阅电压，到达更精细且精准的电压检测，以及牢靠的电池状况评价，并大幅下降现在轿车锂电池办理体系(BMS)对软件与高流量数据传输规划的需求。
假如欧洲政府能迈向另一个成功，未来几年内咱们将看见更多混合动力车与纯电动车行进于道路上;而因为现在轿车以锂离子作为电池化学物质的首选，锂电池办理体系(BMS)势必在将来敏捷盛行。
在轿车领域中，许多新规划案子都有ISO26262功用安全标准的影身影;从ISO2626规划与文件制造进程，看得出技能人员关于轿车体系规划所做的尽力。锂电池BMS的运用包括杂乱的软件与先进处理器的规划，让轿车供货商希望能归入比ISO26262协议更多的资源。
新的电池办理体系架构只需求简略的初级微操控器(MCU)，一起还能改进电池监控功用。本文将论述它的结构，以及怎么使遵从ISO26262协议的进程愈加顺畅。
轿车体系规划首重功用性安全
如今轿车规划体系关于功用性安全的考虑，已逐步超越原先对外观规划的重视，并且谨慎的安全规划需求杰出的毛病检测功用，才干保证体系在一般运用情境中是安全的。以上都是促进功用性安全规划开展的要素。
在安全要求较高的体系内，遵从协议的担负会因为半导体制造商谨慎的行为形式与硬件组件流程规划的文件制造，而大大减轻，如车用IC开发商供给客户毛病时刻(FIT)、错误形式与安全功用等数据，并记录在「失效形式影响与确诊剖析数据(FMEDA)」上。
若须从监测体系中的锂电池读取重要电压读数，BMS要在传感器与高档处理器间，建置结构杂乱的软件与高活络的通讯链接。可是，要进一步证明这些链接契合ISO26262功用安全标准，对BMS制造商而言会是很大的难题与应战。
新BMS规划架构出炉
BMS的基本功用是安全地办理电池、延伸它的生命周期与缩短充电时刻。以锂电池而言，BMS会继续供给充电状况(SOC)、健康状况(SOH)与电压的状况，让驾驭把握运作景象;而体系也会以此决议充电或放电的程序、确诊潜在失误并履行因应办法以保证功用性安全。
化学电池的实质是使用可燃物质与氧气供给小容量的动力储蓄才干，所以锂电池比一般密封的铅蓄电池更无法容许物质乱用，特别是电池电压与电池温度有必要根据规定严厉操控，以防止电池损坏、失效与焚烧等会要挟到安全性的隐忧。
在业界所研制的新结构中，BMS选用电池组监控器与电池监控体系。电池组监控器能丈量电池全体的电压、温度与电流，是由双信道传感器接口及精细分流电阻与精细电池组电压衰减器实作而成。
电池监控器能丈量单个电池电压与特定区域温度，只需比较总电压与量测到的电池电压，它就可以承认BMS是否杰出运作。这种规划的优点在于它是由彻底独立的丈量体系，来验证包括感测线至软件比较器的整个电池丈量信号途径。与传统让每颗IC都契合功用性安全的规划比较，新的架构可供给更全面的体系层级验证。
现在的传统结构虽然能精准量测单个电池电压与检测电池SOC，然这种办法与锂电池特性抵触：锂电池电压在放电20?80%之间简直不动，设备有必要能丈量到极细小的电压，才干精确追寻SOC改变，但车用锂电池会消耗一切时刻在检测SOC放电状况。因为电池有必要保存顶部空间以吸收作业发生的再生能量，因而一般来说不会将电池彻底充溢。
想要到达极精细与精准的轿车电池电压量测验，是简直行不通的。相较之下，以零偏移的芯片进行分流器电流检测会更简略、精准，它加强库伦整合办法，即便由相对不精准电压来核算，也能有精准与牢靠的SOC评价。
过度杂乱的软件渐不适用
当监控电池电压时，现在惯用的办法是先依序丈量单个电池电压，并尽可能实时传送数据至主机操控器。操控器软件会将电压与电流读数转换成SOC、SOH与电池安全作业区剖析等有用数据。
此办法首要的缺点在于对杂乱软件与高流量数据传输的需求。
BMS需求有杰出处理才干的操控器才干负荷杂乱的程序，可是价格相对比较贵重。
杂乱的安全体系软件规划与功用性安全验证，会需求很长的研制时刻与很高的本钱。
传感器与主机间的电压读数传输时，体系有必要战胜噪音与隔间的搅扰，一起办理高电压至低电压区域传送。阻隔耦合器与外壳等的外部组件也会添加体系的本钱与杂乱度。
供给更简化结构区域电池监控面世
现已有轿车锂电池的全新办理技能可以运用，此技能选用可进行区域监控的新IC。电压丈量以模仿功用履行，经过比较器将电池电压与参阅电压做比较。
关键在于将电池电压一起进行比较，而非依序量测，这会供给更多牢靠成果。在接连体系中，一个电压丈量值与下一个之间的区间负载改变，会形成不同电池间的电压，其电压差异简略误导办理者，因为没有杂乱的运用软件与带时刻符号的电压读数、电流丈量配对，往往会有无效的BMS读数，从而为考虑到负载改变而进行电压读数补偿。以上为该软件扩展至如今BMS体系的开发与标准流程。
新一代的电池仓库监控器IC(图1)，电池电压可一起与整个电池链比较。而电池链则由三十二个各能支撑七个电池的IC仓库而成，总共有二百二十四颗电池。因为新款电池仓库监控芯片是一起比较一切电池，而非依序比较，因而不需别的的软件程序来补偿负载改变发生的作用。至于SOC与SOH评价的部分，传统BMS整合了12位接连渐进缓存器(SAR)模仿数字转换器(ADC)以丈量肯定电池电压。每逢需求SOC/SOH评价和确诊时，这些丈量数据就会经过菊花链(Daisy Chain)低速传送到主机。一切需求实时完结的监控与平衡决议计划，会在硬件上进行，直接由确诊标志做交流，因而快速并非交流通道的必要需求。
图1 新一代电池仓库监控芯片可一起比较电池电压，因而省去依序履行电池量测并在软件中比较时所需的杂乱补偿算法。
新一代电池仓库监控芯片能让各模块中的七颗电池电压比较差错规模缩至仅±1mV。整合的比较功用让该芯片能完成部分电池被迫平衡。轿车制造商选用的高质量锂电池中，自放电电流或电流监控IC引出电流之间的细小差异，会发生电池间的SOC不平衡，从而发生电压。这些细小的平衡差异可以由小于100毫安、上述可程序临界值上限电压的电流平衡放电纠正，这是该芯片中具有的切换才干。
新款电池仓库监控芯片不须要与主机通讯就能到达电池平衡，其极高的电压精准度可以平衡SOC中心的磷酸铁锂电池，而这七颗电池之间的电压差，则细小到甚至能被疏忽。为支撑BMS，该芯片有必要把它的肯定读数传给操控器，可是对体系规划师来说，因为该架构支撑双向交流，比较简略到达安全性功用方针。确诊信号有先后处理次序：当电池电压在安全临界值，信号有必要立刻送至操控器，以采纳必要的反制办法。信号会经过专用CVT_NOK_OUT点传送，以正告微操控器有一个或多个作业电压规模外的电池电压。
SOC与SOH监控的意图在于经过代替链接传送单个电池电压读数，该代替连结为缓慢且安稳的信道序列与循环冗余检验(CRC)，具有高度的抗搅扰性。
锂电池监控与平衡若选用可供给同步电压比较与区域被迫电池平衡的架构，全体运用会更简略、本钱也能下降，让轿车制造商免于本钱过高的困扰，也能下降现在锂电池办理体系中以软件为根底的轿车监控与平衡的杂乱度。
