新能源汽車的電池管理系統(tǒng)挑戰(zhàn)

　　功能安全是是新能源汽車的電池管理系統(tǒng)的核心挑戰(zhàn)和目標(biāo)。功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)ISO26262，現(xiàn)已成為歐美國家在新能源汽車領(lǐng)域逐步普及的標(biāo)準(zhǔn)。中國新能源汽車企業(yè)及核心零部件企業(yè)能否快速跟上功能安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，是當(dāng)下一個很大的挑戰(zhàn)。

　　在新能源汽車中，當(dāng)傳統(tǒng)機(jī)械部件變成了電子部件，且搭載大量的電池，就對功能安全提出了更高的要求。ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對BMS產(chǎn)品的方案、架構(gòu)、核心零部件都提出了嶄新的要求，是BMS方案商和半導(dǎo)體供應(yīng)商在未來3-5年要不斷跟隨的標(biāo)準(zhǔn)。

　　除了可靠性，功能安全方面提出的挑戰(zhàn)，電池管理系統(tǒng)的各項(xiàng)測量精度也是未來提出的挑戰(zhàn)，包括電池系統(tǒng)電壓，電流，系統(tǒng)絕緣，SOC，SOH，SOP等系統(tǒng)參數(shù)的檢測精度。BMS系統(tǒng)需要準(zhǔn)確估測動力電池組的荷電狀態(tài)，動態(tài)監(jiān)測動力電池組的工作狀態(tài)，單體電池間的均衡。電動車將以鋰電池為主要動力驅(qū)動來源，然而鋰電池大量生產(chǎn)時品質(zhì)不易掌握，電池芯出廠時電量即存在些微差異，且隨著操作環(huán)境、老化，不同工況等因素，電池間不一致性將愈趨明顯，電池效率、壽命也都將變差，再加上過充或過放等情況，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致起火燃燒等安全隱患。因此，透過電池管理系統(tǒng)(BMS)能準(zhǔn)確量測電池組使用狀況，保護(hù)電池不至于過度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計(jì)算電池組的剩余電量并轉(zhuǎn)換為駕駛可理解的續(xù)航力信息，動態(tài)監(jiān)控電池組的健康參數(shù)，確保動力電池可靠安全運(yùn)行。

　　瑞薩電子的解決方案?

　　瑞薩電子提供RH850+ISL78714系統(tǒng)級別高功能安全解決方案。

　　電池電壓，電流信息同步采樣檢測。自主知識產(chǎn)權(quán)菊花鏈連接可靠性高，對電動車復(fù)雜工況，干擾環(huán)境大的情況下，對暫態(tài)沖擊耐受強(qiáng)。不僅支持板間的變壓器隔離模式，還支持板內(nèi)的電容隔離模式。

　　其中模擬前端ISL78714提供了14通道采樣，每個通道+/-2mV采樣精度。電池電壓采樣和溫度端口采樣，都是ASIL C級別。單CELL輸入通道可以支持+/-5V的測量范圍，不僅僅可以承受，還可以用來檢測連接銅條上的正負(fù)向壓降，感知BUS BAR的松動，氧化異常。

　　快速的掃描和數(shù)據(jù)獲取時間，可以短時間內(nèi)，讀回來電池電壓、溫度、斷線和故障信息，為功能安全診斷，提供盡可能快和詳盡的數(shù)據(jù)信息。

　　多達(dá)40多項(xiàng)故障檢測機(jī)制，有效的檢測故障和提前告警，為電動車的安全運(yùn)行，保駕護(hù)航。

　　該方案全面配備了RH850系列的32位內(nèi)核架構(gòu)。該系列也將擴(kuò)展單核心、雙性能內(nèi)核、雙鎖步內(nèi)核以及多核架構(gòu)，幾乎可滿足BMS平臺對32位MCU的所有性能和安全性需求。