MARKETING WHITE PAPER
電池管理系統創新如何提升 EV 採用率
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若要實現全面電氣化的未來，需要對電動動力傳動系統進行創新，而電動動力傳動系統中包含了 BMS、車載充電器與 DC/DC 轉換器，以及牽引逆變器。這些系統的核心則是可協助實現電氣化的半導體元件。
摘要
隨著混合動力汽車 (HEV) 與電動車 (EV) 受到廣泛採用，電池管理系統 (BMS) 也隨之演進。本文件深入探討影響 BMS 開發的趨勢，以及主要子系統如何共同運作以提升安全與效率。
 1 BMS 的運作原理和業界趨勢 | 檢視如何透過整合三個主要 BMS 子系統來實現安全、有效率的電池組，並探索新的電池化學物質和 BMS 趨勢，包括無線 BMS 在內。 |
| 2 電池容量和電池健康狀態的進階評估 | 準確評估電池剩餘電量，可對剩餘行駛距離帶來直接的影響。詳細了解電池監控單元 (CSU) 以及其如何提供更趨詳盡的電池狀態量測，以將電池組效益發揮到極致。 |
| 3 傳統與智能電池接線盒 (BJB) | 探索矽創新如何推動邁向更現代化的架構，也就是所謂的智能 BJB，並進一步了解電池控制單元 (BCU) 所扮演的通訊介面角色。 |
Authors
Mark Ng
Sector general manager
HEV/EV powertrain
Issac Hsu
Marketing manager
Battery management systems
Taylor Vogt
Applications manager
Battery management systems
BMS 可保護電池免於受損、以智慧型充電與放電演算法延長電池壽命、預測剩餘的電池續航力，且可在運作狀態下維護電池。鋰離子電池芯帶來了嚴峻的挑戰，因為其需要精密的電子控制系統。此外，也存在因火災和爆炸而造成傷害的重大風險。因此 BMS 需要先進的矽技術，以符合所有性能、安全與成本指標。
一般來說，每位設計人員皆力求改善的三個主要 BMS 挑戰為實現最長的行駛距離、改善成本並強化安全性。
解決其中一個挑戰可能會對另一個挑戰造成負面影響。在本白皮書中，我們將討論數種新興趨勢，以盡數因應前述三個挑戰。
BMS 的運作原理和業界趨勢
分散式 BMS 架構 (圖 1) 具有模組化結構，通常由三個主要子系統組成：電池監控單元 (CSU)、電池控制單元 (BCU) 和電池斷開單元 (BDU)。
圖 1 典型的 BMS 架構。業界稱呼這些子系統的名稱各不相同，如 表 1 所列，因此若能為不同名稱和縮略字建立基準，可能會有所幫助。
表 1 BMS 子系統的常見業界縮略字。
| 子系統名稱 | 也稱為： | 縮略字 |
|---|---|---|
| 電池監控單元 | 電池芯監控電路 電池監控單元 |
CSU CSC CMU |
| 電池控制單元 | 電池電氣控制器 電池能量控制模組 電池管理單元 |
BCU BEC BECM BMU |
| 電池斷開單元 | 電池接線盒 | BDU BJB |
CSU 透過感測每個電池芯的電壓和溫度，收集所有電池芯的參數資訊。CSU 透過執行電池平衡，協助補償電池芯間的不一致之處。BCU 必須整合 CSU 的參數資訊，也必須偵測電池組的電壓和電流，以執行電池組管理。BCU 需負責根據所有收集到的電壓、電流和溫度數據，以每個電池芯的整體狀況為依據，分配電池的充電和放電方法。透過計算電池電量資料、電力狀態和健康狀態，即可持續監控電池的狀況。智慧型保護控制也是 BCU 的重要功能，因為其必須執行絕緣監控、在發生碰撞或短路時控制接觸器、持續監控溫度感測器，以及執行診斷以檢查所有輸入參數是否確實有效。資訊會透過控制器區域網路 (CAN) 通訊傳送至汽車控制單元或電子控制單元。
