電池管理系統(tǒng)(BMS)有了“中國芯”
在節(jié)能減排需求和全球政府的聯(lián)合推動(dòng)下，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)近幾年最大的增長點(diǎn)，在中國尤其如此。2016年，中國汽車產(chǎn)銷突破2800萬輛，連續(xù)8年位居全球第一。市場調(diào)研公司IHS也表示，至2020年，中國的插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車產(chǎn)量將達(dá)到200萬輛，2024年將達(dá)到430萬輛——約占全球預(yù)期總需求量的45%。而由此帶來的汽車半導(dǎo)體器件的需求也將猛增，汽車半導(dǎo)體已成為半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的一個(gè)主要增長點(diǎn)。
不同于半導(dǎo)體在傳統(tǒng)汽車上的應(yīng)用，新能源汽車對于半導(dǎo)體元器件的要求更高更復(fù)雜。新能源電動(dòng)汽車有俗稱的“三大件”，即電池、電機(jī)和電控，而其中很重要的組件就是BMS——電池管理系統(tǒng)。曾有專家斷言，不掌握電池管理系統(tǒng)BMS核心技術(shù)，新能源汽車沒有未來。而應(yīng)用于汽車級BMS的芯片，目前市面上的供應(yīng)商也幾乎為外資半導(dǎo)體廠商。為助力中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，解決新能源汽車技術(shù)發(fā)展的瓶頸，大唐電信和全球第一的汽車半導(dǎo)體廠商恩智浦于2014年?duì)渴?，成立了中國首家汽車半?dǎo)體企業(yè)——大唐恩智浦半導(dǎo)體，定位于新能源汽車，混合動(dòng)力汽車電源管理和驅(qū)動(dòng)，以及新能源相關(guān)的集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
電池管理系統(tǒng)(BMS)是車載動(dòng)力電池與電動(dòng)汽車的重要紐帶，是整車能量供給系統(tǒng)的控制中樞。電池管理系統(tǒng)對新能源汽車的重要性主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先，電池管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測動(dòng)力電池的各項(xiàng)工作參數(shù)，從而保證汽車的安全、可靠運(yùn)行;其次，電池管理系統(tǒng)提供的監(jiān)測參數(shù)，如動(dòng)力電池的荷電狀態(tài)、可用功率等，可以幫助整車控制系統(tǒng)制定合適的控制策略，有利于提高電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、安全性，降低排放;第三，電池管理系統(tǒng)通過對動(dòng)力電池工作參數(shù)的監(jiān)測和對電池狀態(tài)的估計(jì)，可以使動(dòng)力電池工作在最佳工作區(qū)，避免過充和過放，提高使用效率、延長使用壽命?？偨Y(jié)這三點(diǎn)，核心技術(shù)有兩個(gè)：一是電池狀態(tài)監(jiān)控中數(shù)據(jù)采集的多樣性和精確度，二是電池的健康狀態(tài)管理。
大唐恩智浦自主研發(fā)的鋰離子電池監(jiān)測芯片，是業(yè)界首顆基于電化學(xué)阻抗譜技術(shù)設(shè)計(jì)的鋰離子電池單芯檢測芯片。與傳統(tǒng)電池監(jiān)測芯片不同，其創(chuàng)新性地集成電壓、電流、阻抗和溫度的監(jiān)測功能于一體，從而實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與電化學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合。
電池的健康狀態(tài)(SOH, State of Health)一直是電池管理系統(tǒng)的難點(diǎn)之一，目前國內(nèi)的SOH估算方法大多采用通過當(dāng)前電池荷電狀態(tài)與出廠額定荷電狀態(tài)比較，配合相關(guān)算法進(jìn)行SOH估算。由于沒有直接數(shù)據(jù)用以支撐電池健康狀態(tài)，如電化學(xué)內(nèi)阻等，其效果并不理想。大唐恩智浦電池管理監(jiān)測芯片采用的電化學(xué)阻抗頻譜正是這一問題的良好補(bǔ)充，電池管理系統(tǒng)(BMS)系統(tǒng)供應(yīng)商可以通過電化學(xué)阻抗信息進(jìn)一步優(yōu)化原有SOH算法，從而提升SOH精度，并為車用鋰離子電池的梯次利用提供更有效、更可靠的數(shù)據(jù)。
此外，大唐恩智浦電池管理監(jiān)測芯片在成本控制上也有很多創(chuàng)新。芯片提供片內(nèi)被動(dòng)均衡功能，相對市面上其他流行的方案，可以節(jié)省放電電阻和開關(guān)。采用大唐恩智浦的方案，設(shè)計(jì)會更簡潔，系統(tǒng)成本會更經(jīng)濟(jì)。
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