英飞凌科技推出了一款汽车级MCU，实现高压锂离子（Li-ion）电动汽车电池的安全、可靠且更精准的电池组级监测。

这款新的电池管理集成电路采用高精度模拟前端（AFE）。PSoC 4 HVPA-SPM配备了高分辨率的 delta-sigma模数转换器（ADCs），以及数字滤波通道，能够准确测量电池组整体的电压、电流和温度等参数。这些测量结果可用于估算任何时刻的电荷状态（SOC）和健康状态（SOH）。ADC以16位分辨率、8 kSPS和20位分辨率、1 kSPS运行。

芯片还包含Cortex-M0+ MCU，具备128 kB代码闪存、16 kB数据闪存和8 kB SRAM，为电池组监控带来了更多智能化，而电池组监控在当今相对智能化方面往往较为低迷。英飞凌表示，这使其能够适应越来越多电动汽车采用的“分区”架构，并赋予企业根据具体需求定制系统的能力。该芯片还可以卸载管理电池管理系统（BMS）的主高性能MCU。

带有群体心态的BMS

BMS必须能够密切且持续地监测电池层级的电压，以及电池组层级的电压、电流和温度。它利用这些参数估算电池寿命内的SOH和SOC，确保电池工作可靠且安全。

由于BMS采用高压设计，测量高压域与低压域之间的绝缘电阻对于识别电池结构缺陷和防止不安全环境至关重要。

通过监控电池内部状态，BMS不仅能确保电池组的安全可靠运行。它还能提升电池组的性能，实现更长的续航时间、更快的充电时间和延长的使用寿命。电池约占电动汽车总成本的30%至40%，因此电池管理集成电路已成为英飞凌及其他电力行业参与者（包括模拟器件、恩智浦和国际仪器）关注的重点。

在大多数情况下，BMS是一个三合一系统。它包含一个电池管理单元（BMU），负责电池组内的所有功能，计算SOC和SOH，然后调整进出能量以最大化这两个指标。

BMS与一个监测单元（CMU）配合，该单元跟踪每个单元的电压，以及一个配备电源接触器的电池接线盒（BJB），将整个电池组连接到牵引逆变器或车载充电器——并在遇到危险时断开连接。

在传统的BMS中，BMU代表被动BJB测量电池组内部的状况。在未来的架构中，将会在盒子内安装更智能的电池组监视器，如PSoC 4 HVPA-SPM，用于局部测量电压和电流，然后再将参数传递给BMU。这将有助于减少BMS内的铜线数量，从而降低成本。它还能通过降低噪声改善电压和电流测量，最大化电池寿命。

这些设备通过分流电阻串监测电池组电压，同时通过分流电阻或霍尔传感器测量高达数千安培的电流。该盒还监测并联电阻的温度，主要是为了让主BMU调节温度以最大化剩余能量。同时，也要关注接线盒内接触器的温度，以确保它们不会承受超出正常运行条件的压力。

智能单芯片电池组监控器 Plus 网关

PSoC 4 HVPA-SPM 1.0 是针对此类情况的全集成解决方案，作为智能电池组监控器和网关，集成于一芯片中。由于集成了Cortex-M0+ MCU，该芯片可作为CAN网关，并通过标准CAN接口与电动车内的分区控制器与英飞凌的iso-CAN收发器通信。与串联的单元监控集成电路通信通过iso-UART接口进行。

能够监控电池组并与电动车其他部分通信，使英飞凌客户能够重复使用现有软件栈，并消除了在接线盒中单独安装MCU的需求。

该公司表示，MCU也“准备好了EIS”，因此可以应用于实现电化学阻抗谱（EIS）的电动汽车。BMS可以利用EIS更准确地测定电池的劣化情况，从而确定其剩余使用寿命和剩余经济价值。

MCU符合ASIL D（ISO 26262）功能安全标准，确保稳健可靠的运行，这对电动汽车电池至关重要。芯片还内置强迫性比较器，用于检测过电流状况，防止短路导致电池组严重损坏——短路是热失控的主要原因之一。过载、过充或物理损坏电池也可能导致过热。

集成的LDO意味着MCU可以直接从电池供电，无需外部电源。

为了降低系统设计的成本和复杂性，英飞凌表示，还将将新型电池组管理集成电路与慕尼黑电气化开发的智能边缘BMS软件捆绑销售。