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实现汽车电气化的电池管理功能

安全注意事项

DavidTatman

系统工程师

电池管理系统

德州仪器(TI)

电动汽车中的锂离子电池需要在一定的温度和工作电压范围内

工作，才能实现卓越性能和安全运行。

辆回收人员暴露在高电压下或受到电击。机械方面的注意事

内容概览项旨在防止电池被刺穿和受到撞击损坏，以及解决电池内的

液体和气体可能会从电池中泄漏或排出的问题。考虑到锂离

为了满足电动汽车的功能安全标准，本文探讨子电池只有在比ICE车辆温度更严苛的温度范围内才能安全

了电池监测器的各种注意事项。地、最高效地工作，关于电池组设计的注意事项也包含了热安

全注意事项。此外，电气系统的功能安全注意事项可在车辆使

用或充电时保持电池安全运行。

电动汽车对电池管理系统的要求

1监测电池电压和温度

不断变化的市场条件将催生更严苛的锂离子电池（如图1所示）需要在一定的温度和工作电压范围

安全要求标准。内工作，才能实现卓越性能和安全运行。每种锂离子电池的化

学成分对应不同的范围。如果超出此范围，电池内部可能会发

生不良的副作用，从而导致过度自发热，甚至可能导致内部长

监测电池时间短路。过度自发热和内部短路是热失控连锁反应的第一

2电压和温度

步，最终会带来安全隐患。为了使电池组维持在安全的工作范

高精度电池监测器有助于确保满足更

围内，电池监测专用集成电路(ASIC)会测量电压、温度和电流

严格的功能安全标准。

并将有关信息传输到电池控制单元。

3冗余设计

冗余通信协议可提供容错机制，并确保电

池组的正常运行和安全状态。

电动汽车对电池管理系统的要求

全世界的交通运输行业正在经历一场革命。在过去20年里，

锂离子电池技术的进步使人们有望在未来将电力储存在电池

组中，为汽车、摩托车、卡车和公共汽车提供动力。

图1.电动汽车中的电池组。

同时，世界上的许多地区都高度重视能源经济的去碳化。在电

网发电层面降低汽车能源所产生的排放要比在汽车层面上容在电动乘用车中，可能需要测量16块、96块、128块或更多

易得多。要实现去碳化目标，就需要大多数交通运输系统都实电池。商用车中的电池总数则可能是这些数量的两倍。这种大

现电气化。随着电动汽车(EV)计划产量的提高，其开发和生产型系统有许多印刷电路板(PCB)连接，其中电池和监测ASIC

成本将会分摊到更多电动汽车上，这意味着电动汽车价格将之间的连接或不同ASIC之间的通信连接可能会发生故障。因

快速下滑，不断接近内燃机(ICE)汽车的价格。此，可能会出现传感器输入开路或通信中断的情况。如果没有

必要的测量和通信，电池控制系统便会“失明”，再也无法管理

乘用车电池系统的安全注