Nov . 2026
分享至
英飞凌的高压BMS参考设计将BMU与电池包监控、电池芯监控集成在单板上，结合一套全面的软件包，为高压BMS开发与评估提供了一站式软硬件解决方案。
全球功率系统和物联网领域的半导体领导者英飞凌科技股份公司推出一款高压电池管理系统（BMS）参考设计，可支持计算密集型电池模型直接在电池管理单元（BMU）上运行。该解决方案集成了配备并行处理单元（PPU）的AURIX™ TC4x微控制器，为边缘端的高级电池管理功能提供了所需计算性能。这套参考设计将BMU与电池包监控、电池芯监控以及一套全面的软件包整合在一起，为高压BMS开发与评估提供了一站式软硬件解决方案。
微控制器的PPU处理性能可达标准CPU的30倍。这种更强的计算能力可以支持高级的建模方法，包括机器学习、混合和电化学模型、数字孪生以及等效电路模型。这些能力有助于优化负荷曲线、充电策略、电池芯利用率和续航。在各种应用场景中，经过优化的负荷曲线可将电池寿命延长多达30%。同等建模能力下，电池设计可减少最多20%的电池芯数量，或是在电池配置不变的条件下获得更长续航。得益于更强的处理性能，充电时间还可缩短多达20%。
用于高级电池建模与控制的BMU该BMU参考设计将基于AURIX™ TC4x微控制器的控制板与高压BMS开发所需的接口和功能相结合。它支持以太网、CAN、USB-C、隔离UART连接，并提供车载和实验室电源输入、MOTIX™接触器驱动、高压互锁、EEPROM，以及用于热失控检测的XENSIV™压力和气体传感器。该BMU可采用多种方法，在不同工况下估算和预测电池状态，包括电化学阻抗谱、开路电压测量、库仑计数、卡尔曼滤波、等效电路和电化学模型、数字孪生、基于AI的模型以及其他数据驱动的方法。
这些方法可用于估算电池芯内部温度、荷电状态、健康状态、功率状态和安全状态等参数，并识别锂析出指标。这些估算结果可为停车、充电、快充、行驶及电池芯均衡过程中的电池管理提供支持。如果能够更早地检测到热失控相关状况，用户就能为电池管理系统启动预防性或保护性措施预留更多时间。
在车载端本地运行高级电池模型，可以减少需要传输到云端进行处理的数据量。这有助于降低云端基础设施压力，缩短处理时延。在实验室、云端和边缘环境中采用一致的模型架构，也有助于简化模型验证、部署以及OTA软件更新。
该高压BMS参考设计集成了电池系统所需的关键功能。除BMU外，该解决方案还包含电池包监控单元（PMU）与电池芯监控单元（CMU）。该参考设计结合了配套软件包，构成了一套协同一致的软硬件平台，供用户进行高压BMS开发与评估。
该PMU基于PSOC™ 4 HVPA SPM 1.0，提供满足ASIL D标准的关键电池包级传感与保护方案。它支持电流采样、最高1000V的高压监控、绝缘电阻测量以及库仑计数。该设计还提供TLE9012和TLE9018器件的隔离UART连接、用于主微控制器的隔离CAN接口、用于压力传感器的SPI接口，以及烟火式熔断器接口。
该CMU集成了TLE9018DQK，一款符合ASIL D和ISO 26262标准的18通道锂离子电池监控与平衡IC。其超低功耗特性使其可直接由3至18串电池芯供电，硬件级联功能支持最多62块电路板以菊花链方式连接。该解决方案还通过采用英飞凌的误差补偿概念，简化了电池芯级布线，支持19线AFE连接。它还支持模块间的电流和功率匹配，包括全生命周期内的重新校准。TLE9015DQU隔离UART收发器提供了通信接口。
文章来源：英飞凌官微