隨著新能源概念的普及推廣，新能源汽車也逐步走入了千家萬戶，然而不斷曝光的電動汽車起火事件，讓人們對電動汽車的安全性提出了質疑。2018年至今，已有三四十起電動車的著火事件，電動汽車所帶來的安全問題成為汽車行業的熱點和難點。

在新能源汽車的發展中，動力電池的安全性是一道繞不過去的坎。從統計的汽車起火案例看，動力電池起火的直接原因是電池的熱失控。由于目前新能源汽車的能量來源都是鋰離子動力電池，電池自身具有一定的內阻，在輸出電能的同時會產生一定熱量，同時又受到環境溫度影響，自身溫度變高，當溫度超出其正常工作溫度范圍間時，將會損害整個電池的壽命和安全。

電池管理系統(BatteryManagementSystem，簡稱BMS)作為保證動力電池安全性的重要技術手段，熱管理功能已經成為必備功能。由于電池的表現和使用環境的溫度關系很大，只有適宜的溫度能最大化發揮電池的潛力，那么就要求熱管理系統能實時監測和控制電池的溫度。因此，要保證熱管理功能持續穩定地發揮作用，一個穩定可靠的的BMS對于新能源汽車是至關重要的。

01方案平臺介紹

周立功提供符合功能安全的BMS解決方案，該方案中重要器件均采用了恩智浦提供的符合ISO26262標準的器件，包括微控制器MCU、模擬前端電池控制器IC、系統基礎芯片SBC等。

客戶借助恩智浦芯片的BMS方案進行設計，能夠精確地監測電池電壓、溫度、電流等重要參數，從而降低動力電池地安全風險。

方案框圖如下：

圖1 級聯BMS方案框圖

方案特點與優勢如下：

主控芯片選擇了NXP的ASIL-D等級MCU---SPC5744P,該系列芯片最高主頻可達200MHz，最大Flash空間達2.5M。另外該芯片具有鎖步校驗核，校驗核會執行和主核相同的代碼指令，同時比較輸出結果，如果發現不匹配，就會觸發芯片的FCCU故障響應單元進行處理。非常適合功能安全要求比較高的BMS系統設計。

電源管理芯片選擇了NXP的系統基礎芯片---FS6500系列芯片，該芯片同樣是ASIL-D等級芯片，芯片內部框圖如圖2所示。該芯片內部集成了DCDC開關穩壓器，線性穩壓器，能為系統提供多種電源選擇。另外該芯片還集成了電源監控和fail-safe安全機制，方便客戶設計高安全等級的產品。

圖2 FS6500內部框圖

前端模擬器件作為BMS采樣的直接讀取者，它的特性的好壞，直接影響整個BMS的質量，因此它的選取在整個BMS設計中最為重要。該方案中選擇了MC33771作為采集芯片。

該芯片主要特性如下：

單芯片可以測量14節電池，寬工作電壓范圍9.6-61.6V；

支持電流和溫度測量。集成7個ADC通道，以及3個獨立的16位模數轉換器；

支持4MHz的SPI通信，以及2Mb/s的變壓器隔離的菊花鏈通信方式；

集成過壓，欠壓，過溫，欠溫等安全功能，同時安全等級達ASIL-C。

另外，該方案還選擇了恩智浦的MC33664隔離變壓器驅動芯片，MC35xs3400高邊開關芯片以及汽車級RTC芯片PCA2129，為客戶提供整套打包方案。同時上述所有器件，恩智浦都有對應的Demo板，如圖3所示，客戶可以直接申請MC3371 DEMO板進行評估測試，幫客戶短時間內熟悉本套方案平臺，實現可靠，安全和最優成本的電池管理系統方案。

圖3 MC33771 Demo板

02小結

BMS技術近年來雖然已經有了很大提升，但有些部分仍不夠完善，尤其是安全方面，如何保障BMS系統的安全性，將是接下來很長一段時間的命題。設計滿足功能安全標準的BMS產品也將成為一種趨勢。周立功滿足功能安全標準的BMS解決方案，將會是你正確的選擇。