作者：StefanoZanella

電動汽車自問世以來在市場上獲得了廣泛的好評，人們認為電動汽車幾乎沒有噪聲，并且百公里加速的能力要比汽油驅動汽車優秀，并且在行駛壽命上也要優于傳統汽車。

而這些優點重要是因為電動汽車的動力來自于電能，而非依靠汽油作為燃料發動。從電動汽車發展起來開始，從4節串聯（微型混動汽車），到12-16節串聯電池（輕度混合汽車），直到96節串聯電池（電動和混動汽車），根據汽車技術規格的不同，會有一節或很多節并聯電池。

但有多少組電池并不是重點，重點是對這些電池進行管理的電池管理集成電路IC，從IC的角度出發，串聯電池節的數量才是關鍵點，并聯電池節數量可根據要隨意確定。電池管理系統（BMS）是駕駛員、汽車和電池之間的重要紐帶。BMS包含監視和保護電池的電子元器件。

相信很多從事電源管理行業的朋友都對這些電池管理電子元器件的性能感到好奇，特別是諸如TI的bq76pL455A-Q1的電源管理IC的性能到底怎么樣；實際上，很多電動汽車使用的正是這款器件，并且提升了車輛的性能。作為駕駛員，要對電池的續航里程、充電完成時間。電池狀態等信息進行確認。下面就來來看看IC所具有的不同技術規格如何幫助實現駕駛員要的功能。

續航里程和加速

續航里程是另外一個了解電池剩余電荷的方法，這一參數被稱為電荷狀態（SoC）。有手機的人都了解，電池的容量會隨著時間的推移而逐漸下降。一個電池在一個指按時間點上能夠保存的最大電荷量被稱為健康狀態（SoH）。計算SoH和SoC的方法有很多，不過這些方法都會計算電池電壓、電池溫度和電池組電流。

某些鋰離子化學電池，比如說磷酸鋰鐵電池，SoC相關于電池電壓的曲線非常平緩。電池電壓中的一個小誤差就有可能導致SoC估算中的巨大誤差。

圖1一個LiFEpO4電池的SoC曲線

監視要測量電壓、電流和溫度。諸如bq76pL455A-Q1的監視IC，關于大約4.5V的電池電壓，它在0°C至65°C溫度范圍內的準確度為2mV，在-40°C至105°C溫度范圍內的準確度值為4mV，通常情況下，電池電壓精度在很大程度上取決于輸入電壓。請注意，在這里討論的是真正的準確度：這個準確度包括所有由回流焊和前幾個熱循環所導致的偏移。有時候，數據表技術規格會與你在電路板上看到的值大不相同。加速也與SoC密切相關，由于電池電壓下降，所以電池能夠出現的最大功率也下降了。任一SoC上的過多電流，特別是在處于低SoC時，電池會老化的很快。

安全性

到純電動汽車問世，電池技術出現在汽車整體設計中的時間已經超過150年，那么汽車電池的安全性是如何保證的呢？汽車停止充電和放電的時間恰到好處。通常情況下，一個BMS具有一個單獨的保護器——這是一組比較器，它們檢查每節電池的電壓，并且確保電池電壓在正確的范圍內。假如監視器或保護器檢測到一節電池處于過壓閥值上或者處于欠壓狀態下，那么充電或放電將終止。假如監視器或保護器少報電壓，另外一個將停止充電放電。

事實上，雖然故障很少發生，但是大多數汽車廠商都將他們的大部分時間花費在汽車安全性的開發方面。這也是為何一個IC具有如此之多的自我診斷特性，并且一個監視器能夠診斷絕大部分系統的原因。例如，bq76pL455A-Q1能夠檢查線路斷開，同時具有內置自檢以驗證已含義的內部功能，并且能夠以多種方法在安全性方面為用戶供應幫助。

成本

對成本的控制將很大程度上影響到電動汽車最終的售價。顯而易見的，在汽車成本中電池占了很大份額。減少成本的最簡單方法就是少花錢多辦事。在電池應用領域中，這就意味著更小的保護帶，而反過來，也就表示要更多精確的監視器和保護器。通常情況下，保護器不如監視器精確，所以，實際上是保護器的準確性拉高了的保護帶數量。

主動和被動電池節均衡是另外一個重要特性。假如沒有電池均衡，那么大容量電池會很快失效。當第一節電池無電時，放電驅動停止。當第一節電池充滿時，充電停止。在沒有均衡的情況下，第一節完全放電的電池與第一個充滿電的電池互不相干；電池均衡減少了這兩節電池之間的電荷差異。被動均衡在這方面的表現很不錯，事實上，你可以拿一個不可用的電池組，并且對其進行一次均衡，以消除漂移效應。然而，隨著時間的推移，電池節的容量，它們能夠保持的電荷數量也會發生改變，并且容量擴散會隨著時間的推移變得越來越大。

此外降低成本的方法還有很多種，第一代系統通常使用控制器局域網（CAN）IC和隔離器，用于與主機控制器通信。這是一種比較昂貴的通信方式。更新一代的IC擁有經改進的通信方式。在無需隔離器的情況下，通過隔離式差分通用異步接收器/發射器（UART）來完成通信，數個bq76pL455A-Q1能夠以菊花鏈配置進行通信。價格低廉的電容器能夠幫助你實現隔離。

集成的監視器和保護器，以及每個IC能夠監視越來越多的電池節數量也有助于進一步降低成本。bq76pL455A-Q1能夠監視多達16節電池，并且具有一個集成式保護器，從而極大地降低了系統成本，特別是關于48V輕度混合動力系統來說更是如此，因為單個IC能夠替代多達4個IC，2個12節監視器和2個12節保護器。

關于駕駛者來說，沒有什么比駕馭一輛擁有業內較高技術含量的電動汽車更令人感到興奮和安心的了。而這一切的基礎就是一款性能佳可靠性高的電源管理控制IC。一款優秀的電源管理控制IC將為電動汽車駕駛者帶來全新的不同體驗。

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