【ZiDongHua 之“汽車產(chǎn)業(yè)鏈”收錄關(guān)鍵詞：泰瑞達 智能電池管理 電動汽車 汽車產(chǎn)業(yè)】
　　
　　智能電池管理增強電動汽車購買者信心
　　
　　原文轉(zhuǎn)發(fā)自“Battery & Electrification Technology Magazine”。
　　
　　摘要：半導(dǎo)體自動測試設(shè)備（ATE）通過實現(xiàn)更高精度的單電芯級監(jiān)控，推動了監(jiān)控精度驗證工作的改進。
　　
　　精準(zhǔn)的電池管理系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)能夠提升續(xù)航里程、延長電池壽命，并保障鋰離子電池的安全性和可靠性。
　　
　　全球電動汽車（EV）市場正在快速增長，這一強勁勢頭預(yù)計將持續(xù)到2040年及以后。盡管市場增長反映了消費者的高度熱情，但制造商意識到，對多數(shù)車主來說，購買電動汽車意味著出行方式的根本性轉(zhuǎn)變，續(xù)航焦慮與可靠性擔(dān)憂仍是橫亙在消費者購買決策之路上的關(guān)鍵障礙。
　　
　　目前，高端電動汽車單次充電續(xù)航里程已突破350英里（約563公里），這一技術(shù)進步令汽車行業(yè)振奮，但駕駛員的續(xù)航焦慮仍揮之不去。駕駛員擔(dān)心行駛途中電量耗盡，卻無法及時找到充電站，這種擔(dān)憂切實存在。
　　
　　事實上，續(xù)航焦慮被認為是消費者未能如車企預(yù)期般迅速轉(zhuǎn)向電動汽車的一個主要原因。此外，部分潛在消費者還對電動汽車電池的安全性和可靠性存在擔(dān)憂，媒體報道的電動汽車起火事件更是進一步加劇了這一擔(dān)憂。電池壽命則是另一大顧慮，消費者擔(dān)心需在短短幾年內(nèi)花費巨資更換電池（圖1）。
 
　　
　　電動汽車制造商如何有效消除這些最常見的顧慮呢？
　　
　　半導(dǎo)體自動測試設(shè)備（ATE）可以提供幫助。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，電動汽車制造商首先必須認識到電池管理系統(tǒng)（BMS）的關(guān)鍵作用，然后要求為現(xiàn)有及未來車型生成高度精確的電池數(shù)據(jù)。
　　
　　ATE行業(yè)通過實現(xiàn)更高精度的單電芯級監(jiān)控，標(biāo)志了電動汽車電池監(jiān)控領(lǐng)域取得重大進步，推動了監(jiān)控精度驗證工作的改進，為行業(yè)持續(xù)增長奠定重要基礎(chǔ)。
　　
　　通過對BMS的嚴格測試，汽車系統(tǒng)工程師能夠更全面地應(yīng)對三大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)：增加續(xù)航里程、延長電池壽命以及確保鋰離子（Li-ion）電池的安全性和可靠性。
　　
　　更精準(zhǔn)、更強大BMS的影響
　　
　　BMS系統(tǒng)用于監(jiān)控電動汽車電池性能，確保其安全性和可靠性，并最大化續(xù)航里程。該系統(tǒng)控制電池組內(nèi)各個電芯的充電過程和均衡充電，其中集成了多個半導(dǎo)體器件。其多通道電池監(jiān)控與平衡系統(tǒng)IC負責(zé)管理電芯電壓、電流和溫度，以確定整個電池組的充電狀態(tài)（SoC）和健康狀況。這些芯片可通過有線或無線方式，將采集的信息傳輸至中央處理單元，用于向駕駛員顯示電池狀態(tài)，或者發(fā)送警報或警告。未來十年，BMS市場預(yù)計將實現(xiàn)顯著增長（圖2）。
 
 
　　圖2：未來十年BMS市場預(yù)計將實現(xiàn)顯著增長。插電式電動汽車 = 插電式混合動力電動汽車（PHEV）+ 純電動汽車（BEV）。（圖片來源：Yole Group）
　　
　　電池組由多個電芯組成，理想性能的實現(xiàn)依賴于BMS對每個電芯的充電管理與充電狀態(tài)監(jiān)控。此外，BMS還必須管理整個電池組（由不同電壓的電池堆疊而成）的溫度波動和健康狀況。
　　
　　更好的電池管理系統(tǒng)能夠延長電動汽車續(xù)航里程
　　
　　更好的BMS能否幫助緩解續(xù)航焦慮？我們有理由保持樂觀。改進的BMS通過更精準(zhǔn)地測量車輛充電狀態(tài)，提升電池利用率，進而延長實際續(xù)航里程并優(yōu)化續(xù)航預(yù)估，增強駕駛員信心。
　　
　　更高的BMS監(jiān)控精度有助于提高電池組性能，使車輛更高效地管理充放電循環(huán)，最終延長電池壽命。這一系列優(yōu)勢將直接轉(zhuǎn)化為行駛里程的增加，減少停車充電次數(shù)。
　　
　　例如，SoC測量精度的提升可直接增加可用電池能量。由于SoC通過測量電芯兩端的電壓來確定，因此準(zhǔn)確的電壓測量是獲得準(zhǔn)確SoC的關(guān)鍵。
　　
　　以典型電芯為例，其實際使用容量通常被限制在理論容量的10%至90%，因此可用能量為80%。如果BMS的誤差率為+/-1%，則實際限值將為11%和89%，因此可用能量為78%；如果BMS精度為+/-5%，則限值分別為15%和85%，因此可用能量為70%。總之，BMS精度越低，可用能量就越少。圖3展示了可用電池容量如何隨精度的提升而增加。
 
 
　　圖3：充電狀態(tài)（SoC）精度越高，可用電池容量越大。（圖片來源：泰瑞達）
　　
　　結(jié)合新興電池架構(gòu)、化學(xué)體系以及車輛其他技術(shù)改進，當(dāng)前單次充電續(xù)航300英里的電動汽車有望將續(xù)航提升至500-600英里。這一顯著優(yōu)勢將成為吸引觀望消費者的核心競爭力。
　　
　　隨著電池組集成密度與支持電壓的提升，IC測試成為保障芯片質(zhì)量的關(guān)鍵——這不僅關(guān)乎電動汽車的長期可靠性，更是新車型實現(xiàn)差異化競爭的核心要素。測試的挑戰(zhàn)在于，其精度需要達到芯片本身精度的10倍以上。
　　
　　多技術(shù)路線下的鋰電池測試復(fù)雜性管理
　　
　　在緩解續(xù)航焦慮方面，電芯的精準(zhǔn)測量至關(guān)重要，而鋰離子電池的安全性和可靠性同樣不容忽視。相較于傳統(tǒng)可充電電池技術(shù)，鋰離子電池具有體積小、重量輕、能效高、能量密度大、壽命長等優(yōu)勢。
　　
　　但其燃燒風(fēng)險要求必須嚴密監(jiān)控電芯內(nèi)的能量儲存與釋放過程。先進的BMS能夠更安全地管理充放電循環(huán)，從而延長電池壽命，并顯著降低災(zāi)難性故障和火災(zāi)風(fēng)險。
　　
　　當(dāng)前鋰電池在電動汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位，主要化學(xué)體系包括鎳錳鈷三元鋰（NMC）和磷酸鐵鋰（LFP）。這兩種電池各有其優(yōu)缺點。例如，NMC電池容易發(fā)生熱失控引發(fā)火災(zāi)，而LFP電池在低溫環(huán)境下性能衰減明顯。
　　
　　此外，市場發(fā)展日新月異，電池化學(xué)體系也在持續(xù)迭代更新。由于LFP的電壓與充電狀態(tài)關(guān)系曲線通常比NMC更平坦，電池行業(yè)正普遍從NMC轉(zhuǎn)向LFP。作為下一代潛力化學(xué)體系，磷酸鐵錳鋰（LMFP）有望平衡NMC與LFP的優(yōu)缺點，但其普及可能需要更復(fù)雜的測試和監(jiān)控設(shè)備設(shè)計。
　　
　　多種技術(shù)路線對BMS行業(yè)有何影響？隨著電池制造商的選擇增多，確定電池的SoC變得愈發(fā)困難。多種技術(shù)的持續(xù)演進使電池市場呈現(xiàn)出動態(tài)發(fā)展，這就要求BMS制造商采用靈活的ATE測試方案，以應(yīng)對挑戰(zhàn)并確保其BMS投資能夠適應(yīng)未來的發(fā)展。
　　
　　為此，ATE行業(yè)正推出支持溫度穩(wěn)定的多通道測試儀器，其具備校準(zhǔn)需求低、測試效率高的特點，可實現(xiàn)快速精準(zhǔn)測量。
　　
　　電池管理的新挑戰(zhàn)
　　
　　隨著電動汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展與成熟，電池電壓和架構(gòu)的演進帶來了更高的電池容量與更快的充電速度。電芯數(shù)量的增加導(dǎo)致電池組體積與電壓上升，這給測試帶來了挑戰(zhàn)。作為資本支出，測試設(shè)備不僅要滿足當(dāng)前技術(shù)需求，還要兼顧未來技術(shù)發(fā)展，確保其不過時。
　　
　　電動汽車市場預(yù)計到來的指數(shù)級增長要求測試系統(tǒng)具備更高產(chǎn)能與經(jīng)濟可擴展性，而這一切依賴于以汽車級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)芯片的快速測試。
　　
　　目前電池電壓已從400V攀升至800V，所需電芯數(shù)量顯著增加。技術(shù)的持續(xù)進步要求汽車制造商更加重視BMS的創(chuàng)新與性能，以滿足消費者對續(xù)航里程與電池健康的核心訴求，這些要素與汽車安全系統(tǒng)同等重要。
　　
　　為此，更嚴苛的測試成為必然。半導(dǎo)體ATE行業(yè)正通過先進測試儀器積極應(yīng)對挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)對BMS中更高電壓的更精準(zhǔn)測試。同時，行業(yè)也在制定長期產(chǎn)品路線圖，為未來市場發(fā)展做好技術(shù)儲備，以滿足更高電壓場景下的測試產(chǎn)能需求。
　　
　　在全球電動汽車市場蓬勃發(fā)展的背景下，電池管理系統(tǒng)正成為車企競爭的關(guān)鍵差異化要素。汽車制造商通過部署更智能的BMS，主動適應(yīng)甚至預(yù)見電動汽車電池設(shè)計趨勢，實現(xiàn)技術(shù)資源的前瞻性布局。