在我們實現交通零排放的道路上，混合動力電動汽車 (HEV) 是從內燃機 (ICE) 到純電動汽車 (BEV) 之間的自然過渡。這個過渡期將持續數年，并會根據電氣化水平劃分出幾種類型的混合動力電動汽車。一種是輕混合動力汽車，通常配備 48V 電池以支持有限的電力推進。另一種是帶純電動推進和車載充電器 (OBC) 的插電式混合動力汽車。

最新預測顯示，48V 輕混合動力電動汽車將主導 HEV/BEV 市場。消費者的偏好將推動這一需求，因此，汽車制造商必須能夠改變現有的汽車架構，以滿足排放法規，并避免完全重新設計所產生的費用和時間。

面對激烈的競爭，HEV 制造商在平衡成本和性能的同時尋求理想的解決方案。在本文中，我們將討論選擇具有集成功能的智能電池監測器如何幫助您實現設計優勢，例如高精度電池監控、高級別的功能安全和 BOM 節約等等。

48V HEV 電池管理系統

當今的輕混合動力電動汽車通常具有縮小尺寸的 ICE，以及提供有限電力推進和支持電子扭矩輔助等大功率負載的 48V 電池。這種 48V 電池需使用電池管理系統 (BMS) 來實現監控、保護、配電和其他輔助功能。出于安全原因，傳統的低壓 12V 電池仍在應用。

48V BMS 由 12V 側電池控制單元 (BCU) 和 48V 側與電池分配單元 (BDU) 組合的電池監控單元 (CSU) 組成。發動機控制單元 (ECU) 與 BMS 分開，并通過 CAN 接口控制 BMS。為了提高安全性，BCU 和 CSU 通常是隔離的。

常見的 BMS 功能有：

監控各電芯電壓并實現電量平衡

整個電池組的電壓和電流測量

電池溫度監測

功率切換和配電

絕緣監測

顯然，BMS 的核心部分是電池監測和平衡 IC。但是，并非所有 BMS 功能都必須由電池監測器執行。例如，如果沒有電池監測器進行電流測量，則需要一個額外的電流監測器，以及一個 ADC 和數字隔離器（如 ISO6721-Q1）。為了降低系統成本，最好將此功能集成到電池監測器中。

縮小解決方案尺寸，節約時間和 BOM

如果所有 BMS 功能都可以在電池監測器中執行，則可以顯著節約開發時間、減小解決方案尺寸和降低 BOM 成本。展示了一個 48V BMS 系統，該系統基于 BQ75614-Q1 符合 ASIL-D 級要求、具有集成電流檢測功能的 14 芯串聯汽車類精密電池監測器、平衡器、保護器。

我們可以看到元件數量明顯減少。集成的電流檢測、電芯平衡、LDO 和保險絲/開關監測等功能可節約其他外部元件的成本。靈活的通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳可通過提供 I2C 接口或擴展 ADC 輸入的數量來擴展功能，例如使用 NTC 熱敏電阻測量電池溫度。

高電壓精度對于應用日益廣泛的磷酸鐵鋰 (LFP) 電池至關重要。在精度方面，BQ75614-Q1 實現了 2mV 的高電壓精度。0.3% 的高電流精度和固有的電壓同步功能可實現更準確的充電狀態 (SoC) 和運行狀況 (SoH) 估計，從而延長電池壽命。

BQ79614-Q1 具有用于電壓、溫度和電流診斷的內置冗余路徑，從而實現功能安全合規性。可提供文檔來協助進行符合 ISO 26262 標準的系統設計，并實現高達 ASIL D 級（在電芯電壓、電流和溫度測量及通信方面）和 ASIL B 級（在過壓/欠壓和過溫/欠溫保護方面）的功能安全系統要求。該器件通過多個內置診斷功能，還可實現 100ms 的故障檢測時間間隔 (FDTI)，從而釋放 MCU 以完成其他任務。

BQ75614-Q1 具有與用于高壓 BMS 的可堆疊 BQ7961x-Q1 系列相同的多個特性，包括封裝、引腳排列、功能控制和寄存器映射。因此，為 BQ75614-Q1 開發的硬件和軟件可以輕松移植到該系列中的其他器件，從而節省開發時間。

很明顯，快速發展的 HEV 市場需要在成本和性能方面更具競爭力的 BMS 解決方案。只有提供具有更強性能、更多功能和更高集成度的創新器件來實現更智能的 BMS，才能應對這一挑戰。

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原文標題：技術干貨 | 在 48V 系統中使用更智能的 BMS 以節約空間、時間和物料清單

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審核編輯：湯梓紅