隨著全球新能源汽車產業的迅猛發展,電池作為其核心動力來源,其性能、安全與壽命管理至關重要。模擬半導體領域的領先企業亞德諾半導體(Analog Devices, Inc., 簡稱ADI)憑借其深厚的技術積累,為新能源汽車的電池管理系統(BMS)提供了高性能的模擬與混合信號解決方案,并圍繞BMS安全構建了全面的技術防范與服務體系。
一、ADI在新能源汽車電池管理(BMS)中的應用
新能源汽車的BMS負責實時監控電池組的狀態(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、提升續航里程和延長電池壽命的關鍵。ADI在此領域的應用主要體現在以下幾個方面:
1. 高精度數據采集與監控:
ADI提供的高精度電池監控IC(如ADBMS系列)能夠精確測量串聯電池組中每節電芯的電壓和溫度,其測量精度遠高于行業標準。這種高精度是進行可靠的電量狀態(SOC)和健康狀態(SOH)估算的基礎,直接影響到續航里程預測的準確性和電池的可用容量。
2. 先進的電池均衡技術:
由于制造工藝和使用環境的差異,電池組內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。主動均衡技術能夠高效地將電量從高電量電芯轉移到低電量電芯,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,包括內置診斷、冗余設計、安全狀態機制等。其解決方案支持穩定可靠的菊花鏈或隔離式通信(如通過iCoupler?數字隔離器技術),確保在復雜的汽車電磁環境中,BMS控制器與各監控單元之間數據通信的準確性和實時性。
4. 系統級解決方案與算法:
除了硬件芯片,ADI還提供包括參考設計、軟件算法(如先進的電池狀態估計算法)在內的系統級支持,幫助客戶加速產品開發進程,優化BMS整體性能。
二、以BMS為核心的安全技術防范系統設計與施工服務
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防范系統,以BMS為感知與控制核心,向外延伸至整車層面。ADI及其合作伙伴生態系統可提供從設計到實施的全鏈條服務支持。
- 系統設計服務:
- 安全架構設計:基于ADI高可靠性BMS芯片,幫助客戶設計符合ASIL-D(汽車安全完整性等級最高級)要求的功能安全架構,包括傳感器冗余、控制器冗余、故障檢測與處理機制等。
- 熱失控預警與防控設計:集成高精度溫度監測和先進算法,設計早期熱失控預警系統。結合電池包內的熱管理控制策略(如冷卻系統聯動),在探測到異常溫升時及時預警并啟動降溫措施。
- 高壓安全與絕緣監測設計:利用ADI的隔離和傳感技術,設計完備的高壓互鎖(HVIL)回路和絕緣電阻監測系統,防止高壓漏電風險。
- 數據安全與網絡安全設計:確保BMS與整車網絡(如CAN FD)通信的數據完整性與機密性,防范潛在的網絡攻擊。
- 集成與施工支持服務:
- 原型開發與測試:提供基于ADI平臺的快速原型開發套件和技術支持,協助客戶完成從設計到樣機的搭建。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。
- 生產與制造支持:為大規模生產提供制造工藝和測試流程的優化建議,確保產品的一致性與可靠性。
- 現場調試與診斷:在系統集成和整車調試階段,提供遠程或現場的技術支持,幫助解決復雜的系統交互問題,優化參數配置。
- 培訓與知識傳遞:為客戶工程師提供關于ADI BMS產品特性、安全設計理念和應用技巧的專業培訓,提升團隊自主研發和維護能力。
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ADI通過其高性能的BMS芯片和系統級解決方案,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防范系統設計施工服務,致力于將安全理念貫穿于從芯片到模塊、從系統到整車的每一個環節,為新能源汽車的長期安全可靠運行構筑堅實的技術防線,共同推動汽車產業向電動化、智能化邁進。