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电动汽车销量创新高,TI推出精度更高的BMS芯片助力延长续航里程

荷叶塘 来源:电子发烧友网 作者:程文智 2023-01-20 08:48 次阅读

(文/程文智)随着新能源汽车近几年渗透率的快速提升,最近国内各大新能源车企也规划了2023年的销量目标,从他们公开的销量目标中可以看到他们的雄心,最少都会比去年提升50%,比如广汽埃安计划2023年对比2022年的27万销量同比增长85%至50万~60万辆;比亚迪则计划2023年销售同比增长87%~140%至350万~400万辆,而其2022年的销量是186.85万辆;极氪计划同比增长100%至14万辆;理想汽车计划同比增长126%至30万辆;奇瑞新能源计划同比增长50%至45万辆;深蓝计划销售40万辆,而其2022年的销量仅为3.3万辆。

新能源汽车的快速发展,也带动了电池管理系统(BMS)的进步,因为BMS可以保护电池,且能通过智能充电与放电算法延长电池寿命、预测剩余电池的续航能力,还能在工作状态下维护电池。特别是新能源汽车普遍采用的锂离子电芯更是带来了严峻的挑战,因为其需要精密的电子控制系统。此外,还存在因火灾和爆炸而造成伤害的重大风险。因此,BMS需要先进的半导体技术支持,以符合所有性能、安全与成本指标。

BMS工作原理和业界趋势

典型的BMS架构具有模块化结构,通常由三个主要子系统组成:电芯监测单元(CSU)、电池接线盒(BJB),及电池管理单元(BMU)。

其中电芯监测单元中包含了非常多数量的电芯,比如400V系统超过了100个电芯,800V系统很可能超过了200个电芯。在这样的电芯系统中,需要能够高精度监测每一个电芯电压的产品。该单元通过监测每个电芯的电压和温度,收集所有电芯的参数信息。

图:典型的BMS架构框图(来源:TI


框图中的右边是电池接线盒单元,在传统的电池接线盒中通常有很多引线、接线、接口连接到BMU单元。想要通过BMU单元对电池的电压,包括电池盒内部的电压、电流和温度等参数进行测量,就会需要很多的线束。但智能接线盒的方案,则可以把电池包的高精度电流监测系统、诊断系统以及通信模块的功能都集成到专门用于智能电池盒的芯片产品中,免去了繁杂的线束。

在接线盒和CSU之间,传统架构会有很多连线传输电池采集的信息,这使得连线非常多。TI BMS 总经理王世斌表示,TI的整套方案可以支持只有两根线的菊花链通信,通过菊花链通信就可以非常方便地把电芯里面的各种信息通过两根线传输到电池管理单元,所以,整个通信系统可以降低很多线束的数量,同时,TI支持通过无线通信的方式来实现电池监测的信息传输,有利于进一步降低线束数量,给予终端用户更多选择。

高精度电芯监测器和电池包监测器助力延长电池续航

据王世斌介绍,随着电动汽车越来越受欢迎,先进的BMS有助于克服阻止电动汽车广泛普及的关键障碍,改善电动汽车的驾乘体验。因为电池电压的测量准确度和精度对消费者的驾驶体验至关重要。即使细微的温度变化也能对电动汽车的续航里程产生重大影响;特别是寒冷的天气,对电池电压范围影响的幅度可高达40%。这些变化会为电池电压和预期的电动汽车续航里程造成相当大的不确定性。


为此,TI近期推出了两款BMS系列中的全新产品:BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器。据王世斌介绍,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。

他特别指出,此次的更新迭代主要在三个方面。首先,就是在电池电芯监测上精度更高,BQ79718-Q1的异常检测精度可以高达1mV的数量级,并具备300mA电流能力的被动式电池平衡功能,且支持与BQ79731-Q1电池包监测器进行电压和电流同步测量,以提供更精确的健康状态和电池电量信息计算。这意味着这种产品可以适用于不同化学成份的电池,包括主流的镍锰钴(NMC)和磷酸铁锂(LFP)等化学成份锂离子电池,这使得电动汽车在里程计算方面可以达到更高的精度。因为TI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。

BQ79718-Q1电芯监测器主要是用于测量电压,在接线盒里的BQ79731-Q1电池包监测器主要是用于测量电流。在电压和电流的测量间,有一个非常好的同步功能,它们同步的时延非常小,只有128微秒的时间,使得TI的产品能够非常准确地计算电动车当前的参数,这些准确的参数使得整个系统可以更好地评估汽车后续能够行驶的里程数量。

王世斌举例说,以一个比较典型的车辆的状态来看。假设一辆车剩余里程300公里,目前主流的电池方案是镍钴锰锂电池,现在很多的应用逐渐转向磷酸铁锂电池技术,以这两个技术为例来看一下新产品是如何提高续航里程计算精度的。

图:电池化学放电曲线(红色为镍锰钴锂电池;蓝色为磷酸铁锂电池)


对于镍钴锰锂电池的方案,它的放电曲线相对比较陡一些,这种情况下,如果基于10mV精度的计算,可能会导致9.7公里左右的里程误差,当我们把OCV计算精度提升到1mV数量级时,换算到里程精度计算上,就可以达到仅仅只有0.8公里的里程误差,这意味着通过我们技术的提升,假设把精度从10mV提升到1mV以后,在这种情况下,对剩余里程计算精度就可以提高8.9公里。

对于磷酸铁锂电池来说,这一改进的变化就非常大了。因为磷酸铁锂整个放电曲线电压斜率比较小,所以,如果有10mV误差的情况下,整个对应的里程误差就会达到125.5公里这样一个数字,如果把电压误差值降到1mV,这时候里程误差一下子就降到只有24.1公里。把整个误差缩小了101.4公里,这意味着车辆计算剩余里程时的不确定性整整降低了101.4公里。

王世斌特别强调,磷酸铁锂电池,如果基于10mV精度,车辆很有可能误差会达到30%,这个误差确实非常大。这意味着当你开到还剩下30%的电时,就不能显示出30%。TI这一代的产品相比上一代产品,在电压监测精度上做了很大的提升。从3.5个mV的精度现在提升到1mV的精度。让误差可以变得更小,从而改善了消费者的驾乘体验。

TI也非常注重提高整个车辆安全的等级,也就是车规要求的ASIL的精度。“对所有参数的检测,我们有主要的检测通路,同时还有冗余通路,两者同时对一个参数进行检测。当主通路和冗余通路产生一个误差值,当这个差值大于一定的参数时,我们就认为这个检测是有问题的,监测器就会把这个问题作为一种异常的状态立刻汇报给处理器。如果我们发现这两个参数检测值没有差异,或者差异小于一定的范围时,我们的监测器就不会汇报。这样的机制可以确保电芯状态出现异常的时候得到及时汇报。”王世斌表示。

另外一个产品是能够实现智能接线盒的BQ79731-Q1电池包监测器。该芯片能对智能电池包进行非常高精度的电流参数的监测,并满足客户对电压、电流同步测量的需求。电池包里的产品和现有的一些电芯监测器产品可以配套使用,它们互相配合可以满足很高的电流电压同步测量的要求,以达到预期的测量效果。因为更小的同步延时可以更准确的去评估电池包的荷电状态并做到更精确的评估。

结语

更好的BMS的技术,可以使得整个电动汽车的未来路线获得更好的提升,精度更高、安全性更好的BMS可以使得车辆行驶更长的里程并提升电动汽车使用的效率和未来发展的普及率。

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    发表于 07-30 14:12 1052次阅读

    大联大控股和中山远大合作推出电动汽车交流电充电桩怎么样?

    大联大控股宣布,其旗下世平与中山远大一起助力车联网应用,联合推出基于恩智浦半导体(NXP)MK64FN1M0VLL12,并配合TI、ON等众多国际大厂技术和产品的电动汽车交流充电桩解决方案,该方案除可实现电量计费、联网控制、急停断电等功能外,还支持以太网云功能,实现微信智能控制和收费。
    发表于 07-30 07:12

    电子设备在汽车中的影响越来越大

    中多次改进的关键因素。在引擎级,汽车制造商和客户越来越多地转向各种形式的电动汽车、混合动力电动车辆(HEV)和电子辅助内燃发动机,以提高燃气里程并降低成本。根据市场分析公司IHS Automotive
    发表于 07-26 04:45

    电动车充电的级别

    作者:Nagarajan Sridhar每当与人谈及电动汽车(EV)时,我经常会听到这样的观点:电动汽车续航里程不够长,难以行驶很远的距离。虽然特斯拉和一些其他汽车厂商推出了行驶距离超过200英里
    发表于 07-15 06:56

    2017年全球电动汽车销量增长超过50%

    国际能源署周三在一份报告中表示,2017年全球电动汽车销量增长54%,全球库存量达到300万个门槛。在中国这个全球最大的电动汽车市场中,销售额也增长了一半左右,但市场份额仍然很小,只有2.2%。
    发表于 06-17 14:45 1157次阅读

    电动汽车跑高速 续航会受到影响吗

    对于纯电动汽车有一定了解,或是使用过纯电动汽车的小伙伴都知道,纯电动汽车在高速状态下的续航里程往往仅有标称续航里程的80%左右,甚至更低。
    发表于 06-02 09:18 1556次阅读

    BloombergNEF:2023年电动汽车销量将达到350万辆

    BloombergNEF最新发布的一份报告显示,随着美国和欧洲政府推动绿色汽车的发展,中国将成为未来20年电动汽车制造商的主要战场。 BloombergNEF发布的报告显示,全球电动汽车销量
    发表于 05-31 09:33 1295次阅读

    BloombergNEF:预计2040年中国电动汽车销量占全球的25%

    彭博新能源财经(BloombergNEF)发布的最新报告显示,随着美国和欧洲政府推动电动汽车技术发展,中国将成为未来20年电动汽车制造商的主要战场。报告中指出,在2018年全球电动汽车销量首次突破
    发表于 05-25 06:19 2238次阅读

    全球电动汽车销量突破50万辆 中国市场增速猛

    近日,美国EV Sales网站公布了全球一季度电动汽车(乘用车)的销量数据。数据显示,今年3月全球电动汽车新车销量同比增长53%,超过22.4万辆;今年一季度,全球电动汽车销量同比增长58%,成功突破50万辆。
    发表于 05-22 08:47 975次阅读

    电动汽车设计环境

    锂离子电池爆炸案在我们的记忆中仍十分清晰,当考虑到电动汽车电池更大的总能量时,这种印象更是被进一步放大。这方面的顾虑及其它因素促进了高度智能的电池管理系统(BMS)的发展。这种电池管理系统需要与大功率
    发表于 05-13 14:11

    自动驾驶零排放汽车让世界更加绿色

    据市场调研机构IHS Automotive预测,到2025年,电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的销量将占到全球汽车销量的四分之一。随着交通方式的不断变革,德州仪器(TI)一直致力于推动汽车
    发表于 03-11 06:45

    无线充电技术助力解决电动汽车里程焦虑

    随着动力传动系统从内燃机(ICE)向电动机发展,汽车行业正在经历史上最大的变化时期之一。虽然现代电动汽车(EV)续航里程方面的技术进展显著,但对于采用的最大障碍之一是消费者担心受困于电池没电,即所谓的“里程焦虑”。
    发表于 01-20 10:47 800次阅读
    无线充电技术<b>助力</b>解决<b>电动汽车</b>的<b>里程</b>焦虑

    电动汽车续航里程问题应如何解决

    在许多已实行汽车限购政策的城市中,一方面,是众多等待购车者求购一辆电动汽车而不得,许多人非常喜欢电动汽车的高科技配置;另一方面,是许多业内人士对目前市场上众多品牌电动汽车的抱怨:续航里程差、乘坐感受差、安全性差、充电难……究竟哪些人的抱怨和担心是真实存在的?
    的头像 发表于 12-04 16:02 5323次阅读

    电动汽车的充电桩你了解多少?

    语音输出接口,实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式:包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互,集中器与服务器平台
    发表于 12-03 17:56

    电动汽车的高性能运行离不开这项试验

    电动汽车,也推出了自己的纯电动豪华汽车来与特斯拉一争高下。越来越多的距车巨头也开始在燃油电动化的道路上越走越远,纷纷推出油电混合和纯电动车型。  电动车刚推出的时候,大家普遍关心是续航、安全、动力等等
    发表于 11-09 11:09

    插电混动车型能非常有效的解决纯电动汽车续航里程焦虑

    但由于一直以来充电配套设施发展的相对较慢,充电成为了购买电动汽车的消费者非常头疼的问题。此外,有关于电动汽车续航里程焦虑、动力电池成本持续攀升等缘故,汽车厂商们在向着新能源汽车领域进发的同时不得不考虑种种现状,对于纯电动汽车推出也显得愈发谨慎。
    发表于 11-03 10:05 2497次阅读

    电动汽车续航能力大有提升,大大解决了续航里程的顾虑烦恼

    日常支出的很大一部分。油价的飞涨,为何不考虑购买一辆电动汽车市区代步?现在电动汽车续航能力比以前大有提升,大大解决了续航里程的顾虑烦恼。
    发表于 10-30 11:17 2674次阅读

    宽禁带技术助力电动汽车续航

    排放量也一样。随着对能源的巨大需求,各国***正在采取更严格的标准和新的监管措施,以确保所有依赖能源的产品都需具有最高能效。同时,我们看到对更高功率密度和更小空间的要求。电动汽车正尽量减轻重量和提高能效
    发表于 10-30 08:57

    美国电动汽车市场销量突破100万辆,将迎来一个重要的里程

    美国业界组织Securing America's Future Energy (SAFE)表示,美国电动汽车(EV)市场将在本月迎来一个重要的里程碑,即电动汽车销量将达到创纪录的100万辆。消费者也再次将电动汽车视为汽油车的可信赖替代品。
    发表于 10-28 08:50 823次阅读

    北汽新能源蝉联同期纯电动汽车销量冠军,继续领航国内纯电动汽车市场

    金秋9月,北汽新能源迎来丰收时刻。乘联会最新销量数据显示,2018年1-8月,北汽新能源市场销量为70,118辆,同比增长67%,蝉联同期纯电动汽车销量冠军,继续领航国内纯电动汽车市场。
    发表于 09-26 14:19 1850次阅读

    电池管理系统(BMS)对电动汽车的保护作用分析

    到2020年,世界电动车市场总量将翻一倍,年增长率将会在30%以上,其中,中国对电动汽车的市场需求量无疑将是最大的。然而电动汽车动力电池的充放电、续航能力以及使用寿命等依旧是我们亟需解决的问题,为此电池管理系统(BMS)随之产生。
    的头像 发表于 06-26 14:58 1.1w次阅读
    电池管理系统(<b>BMS</b>)对<b>电动汽车</b>的保护作用分析

    2017年全球电动汽车销量增长50% 2018年全球电动汽车展望报告出炉

    IEA全球电动汽车(EV)展望2018全面展望了全球电动汽车的现状,充电基础设施和政策,2017年电动汽车销量超过100万辆 - 创下新纪录 - 全球销量超过中国的一半。全球道路电动车总数超过300万辆,比2016年增长超过50%。
    的头像 发表于 06-19 11:04 1.4w次阅读
    2017年全球<b>电动汽车销量</b>增长50% 2018年全球<b>电动汽车</b>展望报告出炉

    县城电动汽车代理投资选帝隆电动汽车

    ,这样在经营的时候,大家就更加看好品牌效应,产品销量更高,投资经营不愁赚不到钱。 作为国内非常知名的电动汽车品牌,影响力深远,深受大家的认可和支持。品牌始终把代理商的利益放在主要位置,多年的市场管理
    发表于 06-12 10:52

    究竟哪些因素影响了电动汽车续航里程

    无论是电动汽车还是四驱车,只要是靠电来驱动的载具,都遵循一个道理:其他条件不变的情况下,电池容量越高,单次续航里程自然就越长。
    的头像 发表于 04-14 11:51 7665次阅读

    电动汽车冬天趴窝续航大减_长续航电动汽车推荐

    电动汽车一到冬天续航里程就变短,这是为什么呢?我们一起来了解一下,顺便推荐几款长续航电动汽车
    发表于 12-20 11:40 2731次阅读

    新能源电动汽车电机控制器

    新能源汽车产业伊始,国内电动车行业开始了征程。比亚迪汽车作为中国最早进入新能源汽车领域的厂商之一,去年新能源汽车销量超过10万辆,今年前三季度的销量已超过7万辆。北汽新能源去年新能源汽车销量超过5万辆
    发表于 11-27 13:37

    中国政策推动下,新能源汽车板块再创新高

    中国政策推动下,新能源汽车板块再创新高!近日,新能源汽车龙头股比亚迪再度大涨7.81%,月内涨幅已达到34.05%。在领头羊风向标的引领下,新能源汽车板块昨日整体表现不俗,涨幅达到1.2%。据
    发表于 10-19 15:33

    电动汽车将进一步代替汽车电动汽车6月份在挪威销量占比42%全球领先

    据美国媒体7月4日消息,中国目前在电动汽车销量上居于领先地位。另一方面,挪威电动汽车占注册新车的比率在全球最高。6月份,挪威电动汽车销量汽车销量的42%,远高于2%的全球平均比例,创下电动汽车销量最高纪录,1月份数据为37%。
    发表于 07-06 09:27 582次阅读

    为提高电动汽车续航里程,各厂商各显神通

    的能量密度确实是影响电动汽车续航里程的主要因素,还有动力电池管理系统(BMS)的性能也同样直接影响到电动汽车续航里程
    发表于 02-17 18:08 1750次阅读
    为提高<b>电动汽车</b><b>续航</b><b>里程</b>,各厂商各显神通

    解码BMS技术,探寻提高电动汽车续航里程的三把密钥

    说到纯电动汽车续航里程,人们一般都会想到动力电池的能量密度。当然,动力电池的能量密度确实是影响电动汽车续航里程的主要因素,但动力电池管理系统(BMS)的性能同样直接影响到电动汽车续航里程BMS系统通
    发表于 11-04 19:01 823次阅读
    解码<b>BMS</b>技术,探寻提高<b>电动汽车</b><b>续航</b><b>里程</b>的三把密钥

    2016中国新能源电动汽车消费者调研报告

    动力汽车的消费者则更多从产品属性上,如续航里程、产品的安全、可靠性等方面,与纯电动汽车进行比较,最终做出选择。我们利用大数据分析研究了新能源汽车消费者在购买时参考频率或对比频率较高的车型,并对其进行
    发表于 05-19 14:50

    电脑电源中的创新高科技?

    ``电脑电源中的创新高科技? 朋友电脑电源坏了,帮更换了个电源,坏电源留下打算学学技术,拆开发现--重达250g的电感器两根引线就是一根导线直接相连?百思不得其解中的秘密-电脑电源中的创新高科技? 再继续拆开看,天啊?全是铁片,线圈哪?能这么干吗?``
    发表于 11-24 11:51

    【UT4418申请】电动汽车电池管理系统(BMS)开发

    申请理由:我们实验室主要做新能源电动汽车技术开发,目前在做电池管理系统和充电机模块,所以想申请此开发板使用项目描述:电池管理系统(BMS)集成了对电动汽车对电池充放电过程的各个细节的管理,如各个单体
    发表于 10-27 09:22

    电动汽车

    千克),最高车速达160km/h,0~100km/h的加速时间为8秒,一次充电续驶里程为192公里(以80公里/小时恒速行驶)。日本四国电力株式会社研制的“PWOT”四轮驱动电动汽车,采用每个车轮装有一
    发表于 05-14 10:50

    电动汽车电机

    ,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代由于电动汽车采用动力电池作为车载能源,其容量受到限制,为尽可能的延长续驶里程,大多数驱动系统都采用了能量回馈技术,即在汽车制动时,通过控制器将车轮损耗的动能
    发表于 03-13 13:39

    2012年终总结——电动汽车

    了自己的电动汽车目标规划(表1)。 上述表格中的每个国家都表达了自己的雄心壮志,但2012年的市场表现或许离预期还有一段距离。数据统计显示,2012年度上半年的全球电动汽车销量仅有12000辆,距离年度
    发表于 01-30 09:26

    电动汽车进入低迷期 日产转向混合动力

    变。新聆风价格降低 续航里程提升不过,日产也认为混合动力是一种过渡性技术,并不打算放弃纯电动汽车的推动。为了提振销量,日产汽车同时也计划推出改款聆风。通过改进技术和成本控制,新车价格将比旧款下调约13%,约
    发表于 12-31 09:47

    通用车联网覆盖传统汽车电动汽车

    ,一边登录微博与朋友交流互动,但全程通过对话方式进行。因此驾驶者无需查看或触摸手机,仍然可以保持手握方向盘,目光直视道路情况,就可以轻松完成全程操作。此外,针对电动汽车蓄航里程短的难题,上海安吉星为
    发表于 12-20 16:13

    电动汽车对充电技术的要求

    更高的充电解决方案,从而为电动汽车其余部件节约出布置空间,大大降低系统成本,并可优化充电效果,延长电池寿命。
    发表于 09-05 11:24

    电动汽车对充电技术的要求

    、集成化更高的充电解决方案,从而为电动汽车其余部件节约出布置空间,大大降低系统成本,并可优化充电效果,延长电池寿命。
    发表于 04-19 09:14

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