隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,電池作為其核心動力來源,其性能、安全與壽命管理至關(guān)重要。模擬半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)亞德諾半導(dǎo)體(Analog Devices, Inc., 簡稱ADI)憑借其深厚的技術(shù)積累,為新能源汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)提供了高性能的模擬與混合信號解決方案,并圍繞BMS安全構(gòu)建了全面的技術(shù)防范與服務(wù)體系。
一、ADI在新能源汽車電池管理(BMS)中的應(yīng)用
新能源汽車的BMS負責實時監(jiān)控電池組的狀態(tài)(如電壓、電流、溫度),進行電量估算、均衡管理、熱管理及故障診斷,是保障電池安全、提升續(xù)航里程和延長電池壽命的關(guān)鍵。ADI在此領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 高精度數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控:
ADI提供的高精度電池監(jiān)控IC(如ADBMS系列)能夠精確測量串聯(lián)電池組中每節(jié)電芯的電壓和溫度,其測量精度遠高于行業(yè)標準。這種高精度是進行可靠的電量狀態(tài)(SOC)和健康狀態(tài)(SOH)估算的基礎(chǔ),直接影響到續(xù)航里程預(yù)測的準確性和電池的可用容量。
2. 先進的電池均衡技術(shù):
由于制造工藝和使用環(huán)境的差異,電池組內(nèi)各電芯的特性會逐漸分化。ADI的BMS解決方案支持主動和被動電池均衡功能。主動均衡技術(shù)能夠高效地將電量從高電量電芯轉(zhuǎn)移到低電量電芯,減少能量損耗,最大化電池組可用容量,并有效延長整體電池壽命。
3. 功能安全與通信:
為滿足汽車行業(yè)嚴格的功能安全標準(如ISO 26262),ADI的BMS芯片集成了豐富的安全特性,包括內(nèi)置診斷、冗余設(shè)計、安全狀態(tài)機制等。其解決方案支持穩(wěn)定可靠的菊花鏈或隔離式通信(如通過iCoupler?數(shù)字隔離器技術(shù)),確保在復(fù)雜的汽車電磁環(huán)境中,BMS控制器與各監(jiān)控單元之間數(shù)據(jù)通信的準確性和實時性。
4. 系統(tǒng)級解決方案與算法:
除了硬件芯片,ADI還提供包括參考設(shè)計、軟件算法(如先進的電池狀態(tài)估計算法)在內(nèi)的系統(tǒng)級支持,幫助客戶加速產(chǎn)品開發(fā)進程,優(yōu)化BMS整體性能。
二、以BMS為核心的安全技術(shù)防范系統(tǒng)設(shè)計與施工服務(wù)
電池安全是新能源汽車的重中之重,涉及電、熱、機械等多方面風險。一個完整的安全技術(shù)防范系統(tǒng),以BMS為感知與控制核心,向外延伸至整車層面。ADI及其合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)可提供從設(shè)計到實施的全鏈條服務(wù)支持。
- 系統(tǒng)設(shè)計服務(wù):
- 安全架構(gòu)設(shè)計:基于ADI高可靠性BMS芯片,幫助客戶設(shè)計符合ASIL-D(汽車安全完整性等級最高級)要求的功能安全架構(gòu),包括傳感器冗余、控制器冗余、故障檢測與處理機制等。
- 熱失控預(yù)警與防控設(shè)計:集成高精度溫度監(jiān)測和先進算法,設(shè)計早期熱失控預(yù)警系統(tǒng)。結(jié)合電池包內(nèi)的熱管理控制策略(如冷卻系統(tǒng)聯(lián)動),在探測到異常溫升時及時預(yù)警并啟動降溫措施。
- 高壓安全與絕緣監(jiān)測設(shè)計:利用ADI的隔離和傳感技術(shù),設(shè)計完備的高壓互鎖(HVIL)回路和絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng),防止高壓漏電風險。
- 數(shù)據(jù)安全與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計:確保BMS與整車網(wǎng)絡(luò)(如CAN FD)通信的數(shù)據(jù)完整性與機密性,防范潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊。
- 集成與施工支持服務(wù):
- 原型開發(fā)與測試:提供基于ADI平臺的快速原型開發(fā)套件和技術(shù)支持,協(xié)助客戶完成從設(shè)計到樣機的搭建。提供針對BMS功能的測試方案建議,包括精度測試、均衡測試、功能安全測試等。
- 生產(chǎn)與制造支持:為大規(guī)模生產(chǎn)提供制造工藝和測試流程的優(yōu)化建議,確保產(chǎn)品的一致性與可靠性。
- 現(xiàn)場調(diào)試與診斷:在系統(tǒng)集成和整車調(diào)試階段,提供遠程或現(xiàn)場的技術(shù)支持,幫助解決復(fù)雜的系統(tǒng)交互問題,優(yōu)化參數(shù)配置。
- 培訓(xùn)與知識傳遞:為客戶工程師提供關(guān)于ADI BMS產(chǎn)品特性、安全設(shè)計理念和應(yīng)用技巧的專業(yè)培訓(xùn),提升團隊自主研發(fā)和維護能力。
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ADI通過其高性能的BMS芯片和系統(tǒng)級解決方案,為新能源汽車打造了精準、可靠、安全的“電池大腦”。更進一步,圍繞這一核心,其所能支撐和參與的安全技術(shù)防范系統(tǒng)設(shè)計施工服務(wù),致力于將安全理念貫穿于從芯片到模塊、從系統(tǒng)到整車的每一個環(huán)節(jié),為新能源汽車的長期安全可靠運行構(gòu)筑堅實的技術(shù)防線,共同推動汽車產(chǎn)業(yè)向電動化、智能化邁進。