據(jù)Marklines統(tǒng)計(jì)，2020年全球電動(dòng)汽車(chē)的總銷(xiāo)量為289.24萬(wàn)輛，同比上升了45%。在電動(dòng)車(chē)快速普及的今天，電池壽命和安全問(wèn)題仍然是困擾消費(fèi)者和生產(chǎn)廠商的一個(gè)難題。如何對(duì)電池進(jìn)行有效的管理，成為了行業(yè)廠商技術(shù)攻堅(jiān)的突破口。

　　電池管理系統(tǒng)（BMS）作為連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶，通過(guò)實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過(guò)程中的重要信息，與外部設(shè)備交換信息，解決電池系統(tǒng)中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問(wèn)題。在此趨勢(shì)背景下，與非網(wǎng)推出BMS專(zhuān)題，邀請(qǐng)德州儀器（TI）就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)汽車(chē)業(yè)務(wù)部技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)經(jīng)理郭津針對(duì)筆者的問(wèn)題和困惑進(jìn)行了詳細(xì)的解答和分享。

　　德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)汽車(chē)業(yè)務(wù)部技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)經(jīng)理郭津

　　與非網(wǎng)：網(wǎng)上?？吹诫妱?dòng)汽車(chē)起火、爆炸等問(wèn)題，是否說(shuō)明BMS還存在很大的優(yōu)化空間？主要是哪些環(huán)節(jié)或部件存在問(wèn)題？應(yīng)該怎么改進(jìn)和提升？

　　郭津：合理的功能安全設(shè)計(jì)可以幫助電池系統(tǒng)在出現(xiàn)問(wèn)題之前就提供故障檢測(cè)并提前發(fā)出警告，以避免電池系統(tǒng)出現(xiàn)更嚴(yán)重的故障。

　　與非網(wǎng)：隨著B(niǎo)MS的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)BMS開(kāi)始出現(xiàn)。目前市場(chǎng)應(yīng)用中，無(wú)線(xiàn)BMS實(shí)際應(yīng)用情況如何？

　　郭津：

• 電池管理系統(tǒng) （BMS） 是電動(dòng)汽車(chē)的重要組成部分，其效率、壽命和性能表現(xiàn)都是至關(guān)重要的因素。為了更好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，電池組中的每個(gè)電芯都可以通過(guò)隔離CAN總線(xiàn)、菊花鏈通信或其他通信方式來(lái)監(jiān)控并報(bào)告其溫度、電壓和電流采樣數(shù)據(jù)。

• 為電池提供通信線(xiàn)束連接以及在維修時(shí)對(duì)各電池進(jìn)行隔離是非常困難的，并且需要花費(fèi)更多成本。車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)可能會(huì)引起線(xiàn)束斷裂，并進(jìn)而導(dǎo)致需要更換整個(gè)電池包。這些現(xiàn)有BMS系統(tǒng)存在的問(wèn)題正促使汽車(chē)制造商和BMS方案提供商們開(kāi)始評(píng)估無(wú)線(xiàn)通信BMS解決方案。

• 電池模組直接將電芯采樣信息傳送到BMS微控制器 （MCU） 的做法可以解決上述有線(xiàn)通信方式帶來(lái)的挑戰(zhàn)，然而，采用無(wú)線(xiàn)解決方案的前提是其性能需要與有線(xiàn)解決方案相媲美，其中一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)是無(wú)線(xiàn)BMS網(wǎng)絡(luò)可用性。

　　與非網(wǎng)：BMS是否存在落地難題？

　　郭津：

• BMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)有線(xiàn)通信過(guò)渡到無(wú)線(xiàn)通信的設(shè)計(jì)會(huì)有一個(gè)過(guò)程，為了幫助我們的客戶(hù)實(shí)現(xiàn)輕松過(guò)渡，TI提供了全面的無(wú)線(xiàn)BMS方案設(shè)計(jì)工具，包括 SimpleLink? 2.4-GHz CC2662R-Q1 無(wú)線(xiàn)微控制器 （MCU） 評(píng)估模塊及軟件，包括安全手冊(cè) （safety manual）、失效模式與影響分析 （FMEA）、診斷分析 （FMEDA） 和T?V S?D報(bào)告在內(nèi)的功能安全設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

• 無(wú)線(xiàn)BMS 方案能夠更大程度地提高電動(dòng)汽車(chē)的性能、可靠性和使用壽命。通過(guò)精細(xì)管理電池的充電和其他操作可以在需要時(shí)從每個(gè)電池中獲得更多電量，同時(shí)確保電池不會(huì)過(guò)早地電量耗散或受到損壞。

　　與非網(wǎng)：5G、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的興起和發(fā)展，給BMS帶來(lái)了哪些改變和助力？從市場(chǎng)需求和技術(shù)實(shí)現(xiàn)來(lái)看，BMS還呈現(xiàn)出哪些創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)？

　　郭津：

• 安全的數(shù)據(jù)交換對(duì)無(wú)線(xiàn)BMS系統(tǒng)至關(guān)重要，通過(guò)TI專(zhuān)有的無(wú)線(xiàn)協(xié)議和CC2662R-Q1 MCU，我們的無(wú)線(xiàn)BMS解決方案使無(wú)線(xiàn)BMS系統(tǒng)能夠在更加復(fù)雜的電池環(huán)境中使用，并以>99.999%的網(wǎng)絡(luò)可用性實(shí)現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)通信。由于數(shù)據(jù)通信的延遲時(shí)間越長(zhǎng)，就越有可能給系統(tǒng)帶來(lái)潛在的安全威脅，所以這一點(diǎn)非常重要。

• 汽車(chē)制造商還可以通過(guò)TI方案的安全工具減少潛在的威脅，例如密鑰交換及刷新功能、器件認(rèn)證、調(diào)試安全、軟件IP保護(hù)、高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) （AES） 128位加密加速和消息完整性查驗(yàn)。

　　與非網(wǎng)：從市場(chǎng)需求和技術(shù)實(shí)現(xiàn)來(lái)看，BMS還呈現(xiàn)出哪些創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)？

　　郭津：TI無(wú)線(xiàn) BMS 解決方案的主要優(yōu)勢(shì)是滿(mǎn)足功能安全合規(guī)性并提升電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)性能。

• 在功能安全方面，TI擁有業(yè)界首個(gè)由 T?V S?D 獨(dú)立評(píng)估的可實(shí)現(xiàn) ASIL-D 的功能安全概念，并致力于通過(guò)協(xié)議設(shè)計(jì)中的多種功能安全機(jī)制來(lái)幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)BMS系統(tǒng)達(dá)到ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)。

• 在系統(tǒng)性能方面，TI的無(wú)線(xiàn)協(xié)議是為高性能電動(dòng)汽車(chē)而設(shè)計(jì)的，因?yàn)閷?shí)際路況中以及車(chē)內(nèi)有無(wú)數(shù)的無(wú)線(xiàn)干擾和噪音源，我們的協(xié)議考慮了多種環(huán)境影響因素，在實(shí)現(xiàn)峰值性能及高可靠性的同時(shí)可以保持較強(qiáng)的信息安全性和完整性。

• 用于電芯電壓采樣、溫度檢測(cè)和通信的BQ79616-Q1滿(mǎn)足ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，且支持ASIL-D功能安全等級(jí)。

• TI從整體方案設(shè)計(jì)之初就考慮到了功能安全和性能要求，從而使我們能夠?yàn)榭蛻?hù)提供完整且高性能的解決方案。

　　采訪(fǎng)最后，郭津補(bǔ)充道：“TI的模擬和嵌入式處理器在設(shè)計(jì)之初就考慮了成本和性能，目前我們正在不斷完善滿(mǎn)足AEC-Q100認(rèn)證的模擬和嵌入式處理器的產(chǎn)品序列，這是基于TI數(shù)十年在汽車(chē)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)積累，因此我們的客戶(hù)在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)可以充滿(mǎn)信心。”