利用德州仪器(TI)的电池管理系统(BMS)技术推动汽车电气化

近期，德州仪器 (TI) 推出了全新的汽车电芯监测器和电池包监测器。这些监测器提供更高精度的测量功能，可更加精准的预估电动汽车续航时间并实现更安全的运行。

BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器是 TI 丰富的 BMS 系列中的全新产品。BQ79731-Q1和 BQ79718-Q1 在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度，可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。

在 TI 电池管理系统新品发布会上，我们邀请到了德州仪器电池管理系统事业部总经理王世斌和德州仪器中国区模拟集成电路现场应用技术经理周敏捷，为我们介绍 TI 最新产品并答疑解惑。

问答环节

Q1这次推出的 BQ79718-Q1 相比于 BQ79616-Q1 的 16 节串联电池监控增加了两节，TI 是如何考虑的呢？

此次的提升主要是有两方面的考虑。虽然我们推出的新品电池增加到了 18 节，但这与我们之前发布的产品都是可以做到兼容的，为客户提供了更好的灵活性与兼容性。也就是说客户在进行硬件设计时，既可以使用 18 节的产品也可以使用 16 节的产品。第二点，目前电池技术更多采用磷酸铁锂，那么该成分的单节电芯的电压与其他材质的锂电池相比较低，这就意味着从电池堆叠的层面上实现相等电压时，需要更多节电池来满足。

Q2新款电池包监测器具有通过 SPI 与 MCU 通信的功能，它是否在电池管理系统中起到作用？

我们的电芯监测器与电池盒监测器的产品通信都是通过菊花链进行的，包括电压电流温度等数据。以上过程获取的所有结果都需要上报至汽车中的上一级处理器、电池管理系统中进行分析与判断。产品拥有 SPI 接口则是为了方便它与其他的 MCU 进行通信。

Q3此次发布的全新的高精度电芯监测器和电池包监测器，在技术、功能上做了哪些更新迭代？

此次的更新迭代主要在 3 个方面。首先，在电池电芯监测上将精度提升至了 1 毫安的数量级，可以对磷酸铁锂这样的电池进行高精度的监测。因为我们知道磷酸铁锂的曲线相对平缓，对于精度要求更高，新品正好可以满足这方面的要求。

第二点，则在功能安全方面。此次新品完全支持 ASIL-D 的要求，如冗余设计，错误状态报错等能力都能满足客户在汽车功能安全相关的要求。

最后一点，整个方案中电芯监测产品与电池包监测产品够实现高精度同步，在设计中准确监测数据，对电池状态的评估也更加准确，对于汽车剩余里程的计算都有非常大的帮助。

Q4新品对于 800V 碳化硅系统可以使用吗？如何用这个产品实现智能电池接线盒？无线监测可以吗？

我们的产品可以支持 400V 系统也可支持 800V 的系统。此次新品是以菊花链进行通信，能够很方便地传输到电池管理单元中进行处理。至于无线监测，那么 TI 也具备无线传输通信相关的产品与技术，并且拥有完整的解决方案与一定经验，这个是可以实现的。

Q5新的方案信号链采用菊花链拓扑，还有其他可选的拓扑架构吗？

在通信方式上，至少可以支持两种通信方式。一种就是一直提到的可以采用菊花链通信的接口，第二种就是刚才提到的可以用 TI 无线方案来实现电池包监测产品间互相的通信，TI 的 BLE 低功耗蓝牙通信方式也可以实现电池包在系统间的通信，所以，我们可以支持有线、无线这两种通信的拓扑结构。

Q6在目前的技术下，电池包中各电芯间存在工作条件和老化率不一致的现象，需要均衡管理，被动均衡管理和主动均衡管理两种方式各有什么优劣势，目前主流方式是哪项？

对于被动均衡方案，我们的均衡方案中目前有内置的可以直接实现被动均衡的方案。同时，我们也支持可以外接驱动来实现通过外部驱动方式实现均衡，这意味着我们的方案也完全可以支持主动均衡的方式进行，同时也有相应的主动均衡相关的产品可以组合应用。

但目前电池均衡的主流方案还是被动均衡方案。目前看，被动均衡成本相对比较低，同时实现方式比较简单，因为我们产品直接不通过外接的方式就可以实现被动均衡的方式。主动均衡因为要通过一个外加的环路的方式，实现高电压电池对低电压电池进行充电，需要外接比较多的开关型的元器件，在复杂性和成本上目前还是比较高的，所以，目前主流推荐的方式包括我们认为更高效、更节省成本的方式还是用被动均衡的方式比较好。

Q7在寒冷情况下，LFP 的功率密度会下降，那么这款产品需要如何来平衡欠压和过压这些现象？

对于不同化学成份的电池来说，冷、热参数的变化，对一些性能的影响也是不一样的。对我们的系统来说，可以在电芯端非常精准的监测电压，同时在接线盒这一端监测电流，而且实现比较好的同步，我们可以把精度非常高、非常准确的数据汇报出来。

在汽车系统的设计者获得了非常高的精度数据之后，从应用的角度就可以通过电量计算的模型，精确地算出电池包实际的状态来评估车辆行驶里程。归根结底，非常好的监测精度，包括各种参数，像温度、电压、电流的参数可以帮助到系统更准确的评估这些参数。

Q8在 BMS 架构中，一颗 BQ79718 是可以监测 16~18 节电芯的，那么一颗 MCU 是管理多少个电池包？

其实，这是一个非常开放的问题，各种可能性都有。如果在选 MCU 时，选了一个功能非常强大的 MCU，它可以支持多达 200 个电池的电芯。但是，在实际设计中，可能考虑到一些功能安全的要求，很多厂商会用多个不同的 MCU 做不同的事情，比如有些 MCU 专门进行功能安全处理，有些 MCU 专门进行电芯中具体参数的汇报，汇报上来以后做一些整合的计算。一般情况是，都会有多个 MCU 分工实现这些功能。

审核编辑：汤梓红