EV 安全取决于更好的电池管理

电动滑板车的激增凸显了对新电池管理方案的需求。

电池的进步正在催生新一代清洁、实惠、低速和中速的电动汽车。随着一些顶级汽车制造商生产的电动汽车、卡车和 SUV 成为头条新闻，另一个快速增长的电动汽车细分市场经常被忽视。中低速电动汽车的销量（包括电动摩托车和电动踏板车的销量）正在飙升，这得益于各种电动汽车技术的进步，尤其是使用寿命更长的电池组。

根据 Global Market Insights 最近的一份报告，2019 年电动摩托车和电动踏板车市场规模为 300 亿美元，预计将以超过 4% 的复合年增长率增长，到 2026 年将达到 400 亿美元。这种增长不仅限于两轮车，还扩展到各种低压范围的电动汽车，如电动滑板和全地形车。

LiFe的圈子

通常以铅酸（PbA 化学）为基础的电池已被用于为小型电动汽车和电动自行车提供动力，以实现绿色环保的运输。但是，寻找一种对环境影响更小、重量更轻的电池化学物质——这转化为一种更安全的机动和停车的电动自行车——是加速锂基（Li -Ion 或 LiFePO4，例如）轻型电动汽车 (LEV) 中的电池技术。

在中国，这一转变于 2019 年 4 月正式生效，GB 17761-2018 标准涵盖了完整的自行车安全（包括电子产品）。印度等其他国家正在制定类似的地方标准，以根据尺寸、速度和电池类型来限制新电动自行车的注册。值得注意的是，正在注册牌照的新电动自行车必须具有最高时速 25 公里、锂电池和连接踏板的能力。

随着我们迈向充满飞行汽车和悬浮板的未来，锂基电池主要设定了标准，这使得提高其实用性并确保其安全成为绝对必要的。这就是有效的电池监控解决方案可以提供帮助的地方。

有目的的监控

您可能会问，什么样的电池监控解决方案能够让电池组工程师安心，让城市探险者保持安全？这将是一种考虑电池电压、电流和温度的解决方案。测量这些参数的准确性有助于监视器确定何时启动其保护功能，为工程师提供更多设计余地和空间，从而实现更大的电池容量和更远的范围。

为了保护电池和整个系统——这两个标准和法规都经过评估——当电池温度、输入电压或电流超出电池的指定范围时，必须禁用电池。

我们先来看温度。在较低温度（低于 5°C）下，锂基电池无法正常工作，并且经常无法运行或充电。在较高温度（大于45°C）下，不允许电池充电超过中等温度，并防止随着温度升高而放电。

还存在热失控的风险，这可能导致电池膨胀并可能发生爆炸。这就是具有热管理功能的电池监控设备派上用场的地方。

例如，BQ76942 和 BQ76952 的温度测量功能使我们能够跟踪内部芯片温度和外部热敏电阻温度。集成的热保护功能还可以在检测到极端温度时自动禁用充电和/或放电。

既然我们已经确保我们的电池不会因热管理不良而起火，我们可以开始监控可以真正帮助优化电池效率和寿命的参数。这是我们的电流和电压监控帮助我们分类的地方。如果我们碰巧检测到电池的开路电压高于其额定充电电压，设备会将其识别为电池过电压（一种将多余的势能以热量形式排出的现象）并禁止进一步充电。从预防的角度来看，该器件可以通过使用集成 FET 驱动器控制保护开关 FET 来禁止充电或放电。

最终，事实证明，准确监控电池电流和电压以及温度的能力是了解电池和车辆安全运行的绝佳工具。

未来展望

选择优先考虑用户安全和电池寿命的电动自行车电池监控解决方案应该是任何设计的标准。因此，主动监控电池温度、电压和电流的解决方案是理想的选择。

此外，这些先进的电池监控和电池管理技术以及电池生产过程的优化有望进一步提高采用电动交通的环境效益。

我们可能不需要我们要去的道路，但我们肯定需要安全的电池。

其他资源：

• 下一代电池监视器：如何在提高准确性和延长运行时间的同时提高电池安全性
• 提高电池监控系统中的温度测量精度
• 提高电池监控系统中的电压测量精度
• 目前正在质疑您的电池监控器的准确性？通过这些提示提高电池安全性和准确性

– Vikram Sundaram 是德州仪器 (TI) 的产品营销工程师。

>> 本文最初发表在我们的姊妹网站 EE次。

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