style="text-align: justify;">　　據Marklines統計，2020年全球電動汽車的總銷量為289.24萬輛，同比上升了45%。在電動車快速普及的今天，電池壽命和安全問題仍然是困擾消費者和生產廠商的一個難題。如何對電池進行有效的管理，成為了行業廠商技術攻堅的突破口。

　　電池管理系統（BMS）作為連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，通過實時采集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，與外部設備交換信息，解決電池系統中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關鍵問題。在此趨勢背景下，與非網推出BMS專題，邀請意法半導體（ST）就相關問題進行了探討。意法半導體大中華暨南亞區汽車電子市場及應用部新能源車技術創新中心市場經理付志凱針對筆者的問題和困惑進行了詳細的解答和分享。

　　意法半導體大中華暨南亞區汽車電子市場及應用部新能源車技術創新中心市場經理付志凱

　　與非網：電動汽車起火、爆炸等問題屢見不鮮，這是否說明BMS有很大的優化空間？應該怎么改進和提升？

　　付志凱：電動汽車自燃的原因很復雜。當然，BMS設計對于電動汽車的安全至關重要。ST的L9678可用于驅動爆炸保險絲，在一些極端情況下，例如，短路故障或碰撞，可以迅速切斷高壓動力電池組，以避免電池組發生熱失控，目前越來越多的客戶采用了這個解決方案。

　　與非網：BMS的監測包含SOC、SOH、SOP、SOF…等多種數據，目前哪些指標能做到高精度監測？另外，隨著對安全和性能要求的日益提高，BMS設計中是否需要增加新的狀態檢測數據來完善電池管理系統？

　　付志凱：ST的AFE（模擬前端）提供最佳的電芯測量精度和同步功能，MCU根據電芯的參數，運行智能的算法以計算出精確的SOC、SOH和SOP。其中，SOH對于電池的安全性非常重要，使用電池算法也很難精準的得到這個參數。目前，有些客戶通過測量電池的交流阻抗來表征SOH，因此BMS需要實時監測電池的交流阻抗。

　　L9963E是一個不錯的選擇，因為它可以通過電池電壓0us同步測量來測量交流阻抗。除此之外， L9963E的14個獨立ADC（模數轉換器）具有市場上最快的菊花鏈垂直接口，可縮短電芯電壓和電流更新的周期。

　　與非網：由于電芯的不一致性，存在著不同的工作條件、不同的老化率等問題，因此需要均衡管理。目前，電動汽車BMS的均衡管理，常采用的是被動均衡還是主動均衡？

　　均衡管理未來的發展方向是怎樣的？

　　付志凱：目前，大多數廠商都在使用被動均衡技術，因為被動均衡系統簡單且成本低廉。隨著電池技術的進步，電池性能一致性越來越好，電池熱管理系統日益成熟，電池環境一致性也越來越好。越來越多的BMS支持休眠均衡，以提高均衡效率，因此我認為被動均衡將繼續是發展趨勢。

　　在正常和休眠均衡模式下，ST L9963E支持每個電芯最高200mA的內部被動均衡電流，而且支持多個通道同時開啟均衡，并支持外部均衡，可以完全滿足大多數客戶的電池均衡要求。L9963E提供2級保護，包括最大計時器和欠壓保護，以防止電池過放電。

　　與非網：隨著BMS的發展，無線BMS開始出現。目前市場應用中，無線BMS實際應用情況如何？是否存在落地難題？

　　付志凱：據我所知，大多數無線BMS仍處于技術儲備的早期階段。無線BMS需要考慮EMC（電磁兼容性）、通信帶寬、安全性等問題，這些因素影響了無線BMS的發展速度。

　　與非網：5G、AI、云計算、大數據等技術的興起和發展，給BMS帶來了哪些改變和助力？從市場需求和技術實現來看，BMS還呈現出哪些創新發展的趨勢？

　　付志凱：電池數據（剩余電量、放電速度、環境和工況等各種數據）可以實時傳輸到云端，可以在云端進行大數據分析和處理，從而更好地估算電池的剩余電量和健康狀態。

　　越來越多的客戶還需要FOTA（無線固件更新）功能，實時更新軟件，即使汽車售出后也可以通過FOTA更新功能。一旦發現軟件漏洞，FOTA可以立即更新軟件，這可以消除或降低汽車廠商的召回成本。因此，BMS需要支持FOTA功能和網絡加密。意法半導體的高安全性PowerPC架構SPC57x / 58x MCU支持FOTA功能，片上集成的HSM（硬件安全模塊）可滿足網絡安全要求。許多客戶在開發項目中都使用了這個產品。

　　與非網：從BMS市場成熟度和產業模式的角度來看，國內外市場特點是什么？如何看待中國BMS市場的發展？

　　付志凱：目前，中國的電動汽車產業發展比較成熟，電池和電池管理系統的產業鏈相對完善。這種成熟度使中國的電動汽車行業具有一定的先發優勢。 此外，客戶在BMS開發中積累了很多經驗。例如，在新的國家標準GB 38031-2020：電動汽車動力電池安全要求中，動力電池組系統應在電池熱失控導致的熱擴散之前5分鐘發出報警信號，以避免人員危險。

　　意法半導體正在與這一領域的中國合作伙伴緊密合作。 例如，L9963E是與中國合作伙伴一起合作和定義的，目的是更好地滿足中國汽車電動化市場當前和未來的需求。

　　采訪最后，付志凱總結了ST在BMS部分的產品和解決方案，以及存在的優勢：“意法半導體擁有30多年的汽車半導體研發經驗，致力于為頂尖的汽車企業提供優質的解決方案，滿足客戶的性能要求，幫助客戶解決惡劣工作環境的挑戰。在這些解決方案中，BMS整體解決方案是意法半導體重點關注和投入的方案之一。

　　BMS整體解決方案包括ST的高可靠性系統基礎芯片L9396、高安全性PowerPC architecture SPC57x / 58x MCU主控芯片，以及緊急切斷高壓電池的L9678芯片，這些芯片產品支持AUTOSAR架構、ASIL D級功能安全要求、HSM（硬件安全模塊）和FOTA（固件無線更新）。

　　對于子板，ST提供一款符合ASIL D要求的模擬前端芯片L9963E。L9963E是一顆鋰離子電池監控和保護芯片，用于高可靠性汽車和儲能系統。它可以用于監視多達14個串聯電芯，滿足48 V及以上電壓的電池系統要求。電池電壓和電流的測量精度很高。該器件最多監視7個NTC傳感器，通過SPI接口或隔離接口傳輸信息。

　　此外，設計人員還可以用菊花鏈級聯多個L9963E，并使其通過變壓器隔離接口與主處理器通信，這些接口具有高速、低EMI、遠距離和可靠數據傳輸的特點。

　　該芯片采用被動電池均衡技術，在正常和低功耗（休眠）模式下都可以選擇任意通道開啟均衡。均衡操作可以根據內部計時器計時結束而自動停止均衡。片上共集成九個外部監控GPIO端口。L9963E具有全面的故障檢測及上報功能，以滿足功能安全標準的需求。”