鉛在過去有多種用途，但它是一種高度有毒的物質，對人體危害性很大，幾乎在所有地方都被逐步淘汰。如今剩下的一個應用就是12V啟動電池，幾乎每輛汽車中都有它的身影。從鉛酸電池轉向鋰離子電池是歐盟更新這一主題立法提案的基礎。

鉛酸電池與鋰離子電池技術

除了滿足可持續(xù)發(fā)展要求外，鋰離子電池還在重量和體積能量密度上具有卓越的優(yōu)勢，可顯著減輕車輛的重量并節(jié)省空間。該技術還支持制動過程中回收更多能量（更高的動態(tài)充電接受度），提高動力系統(tǒng)效率。鋰離子電池自放電率較低，循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)越，保質期長，因此需要更換的時間比等效鉛酸電池更長。鋰離子技術面臨的挑戰(zhàn)是低溫性能，它不適合在寒冷天氣條件下啟動內燃機（ICE）。然而，最近由歐洲汽車制造商協(xié)會（EAMA）牽頭的技術比較發(fā)現(xiàn)，鋰離子冷起動性能與鉛酸相當。盡管鋰離子電池價格在2010年至2020年間下降了約89%，但成本問題依舊存在。

隨著汽車動力系統(tǒng)的持續(xù)電氣化，冷起動要求的主導地位被削弱。就插電式混合動力汽車而言，汽車制造商使用高壓系統(tǒng)啟動內燃機。這意味著不需要支持冷啟動的12V系統(tǒng)。我們相信，在混合動力和純電動汽車的12V電池中，鉛酸將很快被鋰離子技術所取代，因為電池使用壽命越長，給客戶帶來的價值越多。與鉛酸電池不同，鋰離子電池需要電池管理系統(tǒng)（BMS）來實現(xiàn)部分重要功能，如安全、容量、多節(jié)電池管理以及充電控制。

集成BMS解決方案的優(yōu)勢

所有鋰離子電池都需要電池管理系統(tǒng)（BMS）來實現(xiàn)一些重要功能，包括安全、容量、多節(jié)電池管理以及充電控制。恩智浦為12V鋰離子電池管理提供完整的一體化解決方案，包括精確監(jiān)測和保護3至6個電池的電壓、溫度傳感和電流測量。最新的C版電池單元控制器（BCC）MC33772配備了所有新功能，可滿足客戶的需求。片上測量平均值有效地起到數(shù)字濾波器的作用，有助于降低通信總線和微控制器上的負載，同時允許去除部分模擬濾波。這有助于降低總體eBOM成本，產生高質量和成本優(yōu)化的解決方案。

安全

符合AEC-Q100的IC完全符合汽車功能安全應用的要求，因為它是根據(jù)ISO 26262規(guī)范設計，可在芯片級實現(xiàn)ASIL C。同樣，它也適用于其他鉛酸替代應用，包括RV汽車輔助電池、高爾夫球車和太陽能電池，以及無人機、物流機器人等。

實現(xiàn)方案

作為我們實現(xiàn)方案的一部分，恩智浦開發(fā)了評估板，并提供了幾個現(xiàn)成的概念驗證板，包括文檔、測試和演示軟件。為了完善評估套件，我們還將提供量產型的AUTOSAR®復雜設備驅動程序，加快客戶開發(fā)。

由于對鉛的監(jiān)管不斷加強，鋰離子電池價格的進一步下降，汽車鉛酸電池技術的逐步淘汰可能會來得更早。恩智浦已準備充分，讓客戶能改用更小、更輕、更安全和更持久的鋰離子電池解決方案。因此，我們在功能安全的汽車和工業(yè)應用中為12V電池提供集成且成本優(yōu)化的解決方案。為了幫助客戶實現(xiàn)這一轉變，我們提供了全面的評估生態(tài)體系和全新的量產型軟件構件。

作者：

Konrad Lorentz

恩智浦半導體電池管理系統(tǒng)產品經(jīng)理

Konrad Lorentz擁有德國勞特林根大學（Reutlingen University）國際項目工程學士學位。2020年，他通過一篇關于“汽車價值鏈”的論文加入恩智浦，目前擔任BMS營銷團隊的產品經(jīng)理。