TI推出两款电池监测IC，旨在提高电动汽车续航里程
在本周的2023年消费电子展上，德州仪器公司推出了一对高精度电动汽车电池监测IC，预计将为电动汽车提供更长的续航里程。2023年1月3日Jeff Child
本周，我们以德克萨斯仪器公司（TI）今天宣布的一对旨在最大限度地扩大电动汽车（EV）续航里程的IC为开端，开始了对消费电子展（CES）的报道。CES将于本周1月5日至8日在内华达州拉斯维加斯举行，但昨天和今天（1月3日至4日）的CES媒体日已经开始。
作为该公司电池管理系统（BMS）产品组合的一部分，TI推出了BQ79718-Q1电池监控器IC和BQ79731-Q1电池组监控器IC。该公司表示，这些符合ASIL D的芯片对于满足当今电动汽车BMS架构的需求至关重要。
先进的监控对于当今的电动汽车电池管理系统至关重要。图片由德州仪器公司提供
在这篇文章中，我们讨论了电池监测精度和电动汽车续航里程之间的关系，我们研究了TI新芯片的关键细节，并分享了我们采访TI BMS总经理Sam Wong时的见解。
为什么测量精度很重要
很明显，电动汽车的广泛采用与汽车续航里程密切相关，即电动汽车在需要给电池系统充电之前可以行驶多远。根据TI的说法，设计电动汽车BMS最重要的因素是让汽车制造商了解汽车的真实续航里程。这样做需要对电池系统进行精确测量。
按照这些思路，TI声称其新型汽车电池和电池组监测器提供了最准确的测量能力。TI表示，其BQ79718-Q1使汽车制造商能够实现高性能的电池电压测量，精确到±1 mV的开路电压（OCV）。
Wong说，从长远来看，TI的上一代电池监测器的精度为±3 mV。“当整个行业都在使用NMC（镁镍钴）电动汽车电池时，这种精度非常好，”Wong说。现在，该行业正在转向磷酸铁锂电池。LFP电池比NMC电池便宜20%，主要是因为铁是一种容易获得的金属。
LFP电池的新权衡
Wong说，尽管如此，LFP电池有一个显著的缺点。与NMC电池相比，LFP装置的放电曲线非常平坦。如下图中的表格所示，MMC电池组的精度为±10 mV，您必须为电动汽车续航里程的±6英里差异进行预算。
由于OCV测量精度为±1 mV，BQ79718-Q1为电动汽车提供了更大的有效范围。图片由德州仪器提供（点击图片放大）
Wong说：“在LFP电池组的±10 mV精度相同的情况下，差值转化为±78英里。”。“考虑到电动汽车的平均续航里程是300，这是驾驶员必须忍受的里程妄想症。”
Wong说，TI新推出的BQ79718-Q1的准确度为±1 mV，当驾驶员知道他们的电池何时真正有耗尽电量的危险时，他们只需要面对±15英里的不确定性。
“我们都会开车，即使在汽油驱动的汽车情况下，我们通常也不会在去加油站之前把5%的汽油留在油箱里。因此，这±15英里为电动汽车驾驶员提供了类似的用户体验，因为这相当于300英里的5%。”
BJB系统的电池组监视器
TI的另一款新设备BQ79731-Q1可用于测量电池系统中的分压高压节点。该设备嵌入了两个电流感应路径。它可以测量保险丝、接触器两端的电压，并检查电池接线盒（BJB）系统中的隔离电压。
BQ79731-Q1 IC可将电池组电流的测量精度降至0.05%。这两种芯片一起使用，提供了TI声称的最清晰的图像，可以测量准确的充电状态，也可以测量单个电池和电池组的健康状态。
BQ79731-Q1电池组电流测量精度为0.05%。图片由德州仪器提供
同时，这些设备能够实现64µs的电压和电流同步。根据TI的说法，这意味着电动汽车的BMS可以对电池组功率进行即时监测。TI表示，这可以实时捕捉电池运行状况。
由于这种同步水平，BMS设计可以执行电化学阻抗谱，该谱可以提取电池芯的核心温度、电池老化和电池充电状态的信息。有关更多信息，请参阅BQ79718-Q1和BQ79731-Q1的数据表。
Eval板和IC封装规范
汽车工程师可以使用TI的BQ79718-Q1评估模块（BQ7971 8EVM-049）对电池监控器进行评估。18通道BQ79718-Q1提供在一个微小的10毫米×10毫米、64引脚热增强薄四平面封装（HTQFP）中。
电池组监测器BQ79731-Q1还具有评估模块（BQ7973Q1EVM-060）。BQ79731-Q1采用7毫米×7毫米、48引脚热增强薄四平面封装（HTQFP）。BMS的所有特色产品现已上市。
增强电动汽车信心之路
虽然电动汽车绝不是一种新现象，但仍有许多障碍可能会减缓其采用。技术的变化，例如采用LFP等新的电池化学物质，带来了新的权衡。但这些权衡可以通过智能电动汽车BMS的设计选择来缓解。这些新的电池监测IC也许正是这种解决方案的一个例子。
在本周的消费电子展上，TI展示了其BMS技术，包括其新的BQ79718-Q1和BQ79731-Q1设备。如果你在展会上，你可以在拉斯维加斯会议中心的北厅N115会议室参观他们。演示视频预计将于今天发布在TI的CES 2023页面上。