近年来，新能源汽车渗透率不断提升，不管是从各大车企的披露，还是从各大研究机构的预测，新能源汽车的销售量还将持续攀升。笔者昨天在大广高速上行驶1200公里，驾驶的就是车企标称600公里续航的新能源汽车，一路也遇到了不少新能源汽车。新能源汽车渗透率的提升有目共睹，但要达到普及的程度，还需要进一步加大大众对新能源汽车的信心。

这些信心不外乎三方面：续航里程、安全性和性价比。毕竟笔者为数不多的长途旅行经历后，都会得到大量相同的疑问“充电方便吗？”“要充几次？’”“冬天掉电很快吧？”“安不安全呢？”

就说这次的1200公里吧？春运期间，遇到首次疫情防控放开，买不到票的情况下才有了这次旅程，所以天气冷、里程长、速度快这样对电动汽车不太友好的条件都具备了。实际的情况是，路上3次满充（快充，耗时约一个小时），加上出发前一次满充（慢充），行驶完约1300公里（高速1200公里），还剩标示200多公里电量，比日常行驶里程折扣稍微大了一些，不过充电没有等位，全程驾驶体验还是比较好的。但为了缓解我的剩余里程焦虑，每次充电都会在标称剩余里程低于100公里前解决，就担心电量不足时显示的里程不准。

你看，还是焦虑了！

先进的电池管理系统 (BMS) 有助于克服阻止电动汽车广泛普及的关键障碍。“新能源汽车制造商要在更大程度上延长其行驶里程，这就需要更高的电池监测精度。”德州仪器电池管理系统事业部总经理王世斌表示。

作为一家在电源管理系统上有着丰富经验的企业，TI在如何减小电源管理系统的体积和提高性能方面持续钻研。在电池管理支持方面，TI通过优化拓扑结构，可以做到对不同电池架构、电池数量（如12节电池、16节电池甚至最高18节电池）的相互兼容，这意味着在设计具体系统时，在一些软硬件方面可以实现更好的共用，亦可提升设计的效率。

对电池应用来说，安全是重中之重。TI的产品通过提高电池测量精度，包括对温度参数、精确电流参数测量精度的提高，优化热管理，以提升整个电池系统的安全性能。

王世斌一直致力于带领团队解决BMS中各种各样正面临的挑战：

一是电池管理系统监测，TI可以做到对400V和800V的电池系统进行监测和均衡。

二是关注电池监测过程中各项参数的精确性，以提高系统的安全性能。通过精确监测到电池中的电压和电流参数，可以为客户提供高精度的电池电化学的阻抗跟踪分析，从而准确地获得电池当前的健康状态和荷电状态。

三是安全标准，满足合乎汽车要求的ASIL-D标准，可以帮助工程师更方便地设计出完全符合汽车要求ASIL-D标准的车规级产品。

四是拥有广泛的产品组合和系统专业知识，可以节省研发资源并很方便地将设计扩展到新平台。

现代 BMS 架构（图源：TI公司）

王世斌介绍了BMS 领域的新兴趋势。现代 BMS 架构中，左上框是为电芯监测单元（CSU）。电池组中包含很多电芯（400V系统超过100个电芯，800V系统很可能超过200个电芯），需要能够高精度监测每一个电芯电压的产品。右上框为电池接线盒（BJB）。传统的电池接线盒中通常有很多引线、接线、接口连接到电池管理单元（BMU），想要通过BMU单元对电池的高压、电池盒内部的参数进行测量，就需要很多线束。智能接线盒的方案则可以把电池包的高精度电流监测系统、诊断系统以及通信模块的功能都集成到专门用于智能电池盒的芯片产品中，免去了繁杂的线束。

“在接线盒和CSU之间，传统架构会有很多连线传输电池采集的信息，TI的整套方案可以支持只有两根线的菊花链通信，通过菊花链通信就可以非常方便地把电芯里面的各种信息通过两根线传输到电池管理单元，可以降低很多线束的数量。同时，TI支持通过无线通信的方式来实现电池监测的信息传输，有利于进一步降低线束数量，给予终端用户更多选择。”王世斌说道。

在整个电池包系统方面，TI有包括预充驱动器、固态继电器、隔离式电源、无线控制器等在内的整套系统方案。近日，TI更是带来了丰富的 BMS 系列中的全新产品——电芯监测芯片BQ79718-Q1 以及电池包监测芯片BQ79731-Q1。

BQ79718-Q1时一款高精度电芯监测芯片，能够实现高精度的电压测量，进而更准确地预估电动汽车真实续航里程。同时，因为它能够实现非常高的精度，这使得电池包充放电的可靠性和安全性非常高，在满足ASIL要求的同时可以更好地降低对电动汽车剩余行驶里程的评估误差。

BQ79718-Q1的异常检测精度可以高达1mV的数量级，因此可以适用于不同化学成份的电池，包括主流的磷酸铁锂等化学成份电池，这使得电动汽车在里程计算方面可以达到更高的精度。

BQ79718-Q1完全符合功能安全的要求，可以随时把电池当前可能的各种各样的跟安全相关的，或者其他具体的参数准确地汇报到整个系统，使得用户可以非常好地了解到电池当前精确的健康状态，来精确评估剩余的行驶里程。 

BQ79718-Q1电芯监测器主要是用于测量电压，在接线盒里的BQ79731-Q1电池包监测器则主要是用于测量电流。在电压和电流的测量间有一个同步功能，同步的时延仅128μs，能够非常准确地计算电动车当前的参数，使得整个系统可以更好地评估汽车后续能够行驶的里程数。

精度影响着电动汽车续航里程（图源：TI公司）

以一个典型的车辆状态为例，假设剩余里程300公里，对于主流的镍钴锰锂电池的方案，它的放电曲线相对较陡，基于10mV精度的计算可能会导致9.7公里左右的里程误差，把OCV计算精度提升到1mV数量级时，换算到里程精度计算上就可以达到仅仅0.8公里的里程误差。通过技术的提升，把精度从10mV提升到1mV后，对剩余里程计算精度可以提高8.9公里；对于比亚迪等车企主打的磷酸铁锂电池，这一改进带来的变化就更大，由于磷酸铁锂放电曲线电压斜率较小，有10mV误差的情况下，整个对应的里程误差就会达到125.5公里，如果把电压误差值降到1mV，则里程误差就降到24.1公里，意味着车辆计算剩余里程时的不确定性降低了101.4公里。

此外，BQ79718-Q1 电芯监测器可提供符合汽车安全完整性等级 (ASIL) 要求的更出色的测量精度（主要路径、冗余路径和残余误差查找），超越了市面上绝大多数的其他电芯监测产品，使得汽车电池包能够更安全地进行充电和放电。

BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器均属于 TI 的高精度电池监控器和均衡器产品系列。此外，该系列还包括 BQ79600-Q1 SPI/UART 通信桥接器件，可使用单独的通信协议实现快速稳定的菊花链通信。

应对 BMS 新趋势的 TI 技术（图源：TI公司）

BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1电池包监测器 进一步丰富了TI 的BMS 系列产品。TI 的BMS 系列产品还包括用于无线 BMS 的 CC2662R-Q1 无线微控制器 (MCU)、TPSI3050-Q1 隔离式开关驱动器和 TPSI2140-Q1 隔离式开关器件。TI 还提供 BMS 设计套件，其中包括参考板、仿真器和汽车开放系统架构复杂器件驱动器。

凭借TI BMS的技术，可以使得整个电动汽车的未来路线获得更好的提升，延长车辆行驶里程，并提升电动汽车使用的效率和未来发展的普及率。