如何利用新一代BMS增加电动车行驶里程？

每次到了冬天，相信不少电动车主都在担心一个相同的问题——续航里程缩水严重并且显示也不够准确，“显示还有50公里，我还能不能开走了？”这是不少电动车主心理犯的嘀咕。

“续航里程不准是一个系统级的问题。”德州仪器（TI）中国区模拟集成电路现场应用技术经理周敏捷说道，“一方面是电池本身特性和温度息息相关，另外则是BMS系统的问题。电池管理很多数学模型建立时，一是本身监测的电流电压有误差，二是缺少了一些详细的温度参数。”

TI最新推出的BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器，正是为了解决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而开发的新方案，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，从而提高BMS系统的准确度。

TI电池管理系统事业部总经理王世斌举例道，对于镍钴锰锂电池的方案，基于10mV的BMS测量误差，可能导致9.7公里的里程误差，而当精度提升至1mV时，里程误差只有0.8公里。而对于磷酸铁锂电池来说，由于磷酸铁锂放电曲线较小，因此10mV对应125.5公里误差，而1mV仅对应24.1公里误差。提高BMS的精确度的优势显而易见。

BMS系统构成及接线盒的演进

要介绍BMS的作用，我们先看下BMS的演进过程。电池管理系统 (BMS) 的主要功能是监测电芯电压、电池包电压和电池包电流。此外，鉴于 BMS 的高电压设计，需要测量高压域和低压域之间的绝缘电阻，从而捕捉电池结构中的缺陷并防止危险状况发生。BMS就好像整个电池管理系统的管家一样，家里好不好，全凭管家照顾得怎么样。

整个BMS架构根据位置，划分成了三大块，包括电池管理单元 (BMU)、电芯监控单元 (CMU) 和电池接线盒 (BJB)。其中BMU 通常包含一个微控制器 (MCU)，用来管理电池包中的所有功能。CMU是测试每个电芯的数据。电池接线盒则是连接CMU和BMU的中介。传统电池接线盒是具有电源接触器的继电器箱或开关箱，用于将整个电池包与负载逆变器、电机或电池充电器连接，主要起到了保护作用。

与之对应的是如今的智能电池接线盒的发展。接线盒内部具有专用的电池包监测器，可以测量电流，并通过简单的双绞线通信将信息传递给 MCU。这有助于消除布线和线束，并以更低的噪声改进电压和电流测量。

计算电池容量主要采用的是阻抗跟踪算法，这就需要准确的电压和电流值，其中CMU负责测量电压，而在接线盒中测量电流。周敏捷表示，由于电池包和接线盒本身是两个独立的子系统，彼此通信会有延迟，这将会影响阻抗跟踪测试的实时性，从而影响算法的准确度，这会引起BMS的错误。

TI的智能接线盒架构中间设有专门的电池包监测器，可以将电芯监测数据的初步汇总并传递至BMU中，并减少相应的延迟，电压电流同步时间延迟降低至128微秒。提高通信效率，降低成本和车身重量是智能接线盒的三大作用。

周敏捷特别强调了菊花链通信，这是TI实现BMS高可靠、低成本、轻重量的一个主要途径。TI的CMU内部之间，以及与BMU、BJT之间都采用双绞线的菊花链通信方式，传输 I2C 或 SPI 数据，从而减少了布线和线束，进而降低了电动汽车的整体重量，并提升了续航里程。

TI新品要点解析

BMS测得越准，就可以针对电池进行最准确的管理，从而提高续航显示的精确度，实现更好的用户体验。

BQ79718-Q1电芯监测器和BQ79731-Q1 电池包监测器最大的优势就是检测精度高，其中BQ79718-Q1检测精度可以低至1mV，BQ79731-Q1电池包监测器，电池包电流测量的精度可达 0.05%。这意味着其适合包括磷酸铁锂等对精度要求更高的电池单元中。

另外，BQ79718-Q1支持18节电池单元，通过一次支持更多的单元数，减少使用量及成本。值得注意的是，这两款产品均满足车规级功能安全要求，设有冗余通道同时检测电芯数据，以确保更可靠的测量。

总结

如今电动汽车取代燃油车已经成为了不争的事实。而为了加速这一过程，除了车厂之外，也需要半导体公司不断提高底层技术，以改善用户的驾驶体验。

在电池包监测系统中，TI提供了全方位的系统解决方案，从电芯监测芯片到电池包监测芯片，以及包括预充驱动器、固态继电器、隔离式电源、无线控制器等产品，从而更全面地满足客户BMS开发要求。通过提供更加精确，更加可靠，更加具有性价比的产品，帮助电动汽车更准确的显示实际电量和里程，并节省量产成本，从而使消费者可以更安心的驾驶心仪的汽车出行。