動力電池是新能源汽車的核心能量源。為保障電池高效、可靠、安全運行，需要通過電池管理系統（BMS）對動力電池進行實時監控、故障診斷、SOC 估算、短路保護等，并通過 CAN 總線與車輛集成控制器進行信息交互。BMS 在業內被稱為電動汽車動力電池系統的“大腦”，與動力電池、整車控制系統共同構成了電動汽車的三大核心技術。
《中國 BMS 電池管理系統市場研究報告告（2019 版）》顯示，BMS 最核心的三大功能為電芯監控、荷電狀態（SOC）估算以及單體電池均衡。BMS 監測到單體鋰電池芯的工作溫度和電量，并自動采取措施均衡單體鋰電池芯的充放電電流和防止過溫現象發生。能使電動汽車動力電池在各種工作條件下獲得最佳的性能、最長的使用壽命，是發展電動汽車的關鍵技術之一。
但是 BMS 同時面臨整合優化、小型化、電流精度提高等問題，在與非網策劃的《BMS的新使命》專題中，我們邀請到羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心助理經理林其鋒先生進行討論。
羅姆半導體（深圳）有限公司技術中心華南 FAE 部車載二組助理經理 林其鋒
電動汽車續航和充電問題如何雙解？
相對于燃油汽車，續航里程短、充電時間長一直是電動汽車的痛點，BMS 從哪些方面可以改善電動汽車的續航里程和充電時間？林其鋒對與非網表示，“BMS 負責實時監控電池的狀態。對于改善續航里程來說，其中一個方法是通過提高 BMS 的監控精度來有效地利用有限的電池容量。羅姆開發了一種用于監控流入流出電荷量的庫侖計數器 IC。使用這種庫侖計數器 IC，可通過高精度的模擬電流檢測和利用硬件進行的實時電流計算，將電流積分精度從以往的±5%提高到±1%，這將非常有助于改善電池容量的估算精度?！?/p>
另外，對于改善充電時間方面，林其鋒認為，提高電池電壓是近年來的一個趨勢。電池電壓從原來的 400V 提高到 800V，提高了 2 倍，這可以顯著縮短充電時間，因此也就要求配置于 BMS 的控制用功率元器件(以往的 MOSFET 和 IGBT 等)也要提高耐壓性能。羅姆提供的 SiC 功率元器件，不僅耐壓高達 1000V 以上，而且產品特性受溫度影響極小，非常有助于提高電池的電壓。
有效解決電動汽車安全挑戰，SiC功率元器件的作用在顯現
隨著電動汽車的普及度增高，電動汽車的安全問題越來越受到用戶關注，尤其是在電池監控方面，芯片廠家和方案廠家都在盡力通過技術手段實現更高精準度的實時監控。BMS 不僅負責防止電池出現異常電壓、異常電流、異常溫度等情況，而且，作為最后一個要塞，它在安全隔離電池和電機等應用（負載）方面也發揮著重要作用，在 xEV 等的電池外圍，使用機械繼電器來關閉電源。而機械繼電器存在機械部分的磨損帶來的故障問題，因此，未來有望由 SiC 功率元器件帶動半導體繼電器的普及。采用半導體繼電器，不僅可以避免磨損故障，同時還可以在發生過電流時快速關閉電源，從而能夠更安全地使用電池。
林其鋒介紹，羅姆一直在開發 BMS 用的產品，比如以 SiC 為首的功率元器件和電流檢測用的電阻器等，以及小信號分立元器件、驅動控制用微控制器的電源 IC 等。未來，羅姆還將推出支持多節串聯電池的產品，繼續提供最適合包括新一代電池在內的各種電池的 BMS 解決方案。
當然電動汽車的 BMS 也存在兩個課題，一個小型化課題，一個是提高電流檢測精度的課題。羅姆在兩個方面都有所涉及，針對精度的提高，利用前面提到的羅姆開發的庫倫計數器 IC 來統計流入流出的電荷量，能夠將電流積分精度從以往的±5%提高到±1%，可以實現更高精度的電流檢測；針對小型化問題，例如隨著串聯電池節數的增加，用于各節電池電量均衡的電阻數也隨之增加，這就亟需一種解決方案。羅姆開發的支持大功率的長邊電極結構的貼片電阻器 LTR 系列，散熱性能更加優異，而且與以往產品相比，安裝面積僅需要 1/4 左右。
BMS整合優化持續進行，電池壽命有望得到改善
在未來，BMS 依然需要整合和優化，林其鋒提出另一種解決方案，他認為，有效使用電池的另一個課題是電池組的形狀。例如，EV 需要能夠安裝在有限的空間中，并且能夠適用于各種車型的電池形狀。作為其解決方案，BMS 呈現無線化趨勢。無線 BMS 能夠使更改電池布局變得更加容易。
電池壽命一直是電動汽車面臨的重要課題，要想延長電池壽命，準確監控電池的使用環境是非常重要的因素。這就需要能夠高精度地檢測電壓、電流、溫度等參數的技術。另一個方法是改善連接電池的逆變器的負載效率。比如，在逆變器中采用羅姆提供的 SiC 功率元器件，與采用 Si-IGBT 相比，一般能提高效率達 8%左右。將電池的重量減輕 8%也能夠行駛相同的距離，因此有望通過減輕車輛重量來改善效率。
林其鋒強調，“作為供應功率元器件、LSI、電阻器、小信號分立元器件等眾多元器件的綜合性半導體制造商，羅姆可以提供解決客戶課題的最佳解決方案。羅姆將通過提高電子元器件技術，繼續助力 BMS 提高電池的性能與品質。”