TI为电池管理系统带来智能

德州仪器（Texas Instruments）推出了 BQ79826Z-Q1 电池监测芯片。这是一款专为电动汽车（EV）和储能系统（ESS）设计的单芯片设备，集成了电化学阻抗谱（EIS）引擎。

预测性电芯诊断与系统可靠性
BQ79826Z-Q1 利用其内部的电化学阻抗谱（EIS）引擎，能够从单个电池电芯内部提供预测性智能、运行数据以及实时诊断。通过追踪化学状态数据，该监测芯片可以检测到电芯级别的潜在故障，从而防止安全异常并延长电池包的使用寿命。该器件能够持续、实时地洞察电池健康状况，使软件系统能够在电芯内部的故障状况演变成危机之前将其识别。对电芯内部危害的早期检测有助于维护系统安全，并对热失控等风险提供预警。

这些诊断功能同样适用于支持电力基础设施（如人工智能数据中心）的储能系统（ESS），在这些应用中，需要稳定的监测来管理从电网到芯片端（grid-to-gate）的电力分配。EIS 引擎为工程师提供了对电池布局中每个电芯的充电状态（SoC）和健康状态（SoH）的持续可见性。

硬件整合与通道密度
该器件单芯片支持多达 26 节电芯，比前代组件增加了多达 44% 的通道，并比其他替代方案多出 8 个通道。这种单个监测器件支持更高电芯数量的设计，最大限度地减少了电池包组装内部的总组件需求。通过整合监测架构，该设计降低了整体物料清单（BOM）成本，简化了板级空间要求，并在不降低结构可靠性的情况下降低了系统复杂度。

当与 BQ79881-Q1 电池包监测芯片及可选的通信桥接器一同集成时，这些组件将构成一个统一的芯片组。该架构可在不同的机械设计、模块尺寸和电池化学成分之间进行扩展，允许工程师在不同的汽车和储能平台上标准化硬件部署，从而减少工程开销。

测量精度与安全合规
在 –40°C 至 +125°C 的宽工作温度范围内，该监测芯片可实现小于 2mV 的电芯电压测量精度。通过采用更高分辨率的模数转换器（ADC）并结合超低噪声特性，该单元优化了充电状态（SoC）估算，从而缓解车辆的续航焦虑，并支持更快的充电周期，且不会引发加速的电芯健康衰退。

其内置的 EIS 测量执行速度比以前的配置快五倍，可产生高功能安全性的每节电芯电压读数。该监测系统符合汽车安全完整性等级 D（ASIL D）标准和国际标准化组织（ISO）26262 规范，为高容量电池包确立了可验证的功能安全路径。

补充背景信息
本节详细介绍了原始新闻稿中未包含的技术规格和竞争基准对比。

用于汽车电动汽车（EV）和多兆瓦级储能系统（ESS）的电池管理系统（BMS）需要高精度、高通道数和先进的电芯指标，以优化热管理和状态估算。

集成式 EIS 引擎性能
传统的电化学阻抗谱（EIS）依赖于外部实验室级的设备或大型的分立式车载激励电路，向电芯施加交流（AC）信号并评估随频率变化的阻抗响应。而在多通道监测芯片内部集成原生 EIS 引擎，取代了外部信号发生器和分立式滤波组件。

标准的电压电池监测芯片（例如 Analog Devices 的 ADBMS6817 或 NXP 的 MC33771C 系列）主要关注静态直流（DC）指标，如电芯电压、电池包总电流和被动均衡。当这些标准监测芯片遇到快速的瞬态变化时，它们无法动态测量不同频率下的电芯内阻变化。

通过运行车载 EIS 引擎，系统无需使用外部硬件即可捕捉复杂的实时电芯参数，包括欧姆内阻、固体电解质界面（SEI）层追踪以及电荷转移电阻。这可以在传统的电压或温度传感器登记故障之前，直接识别出诸如析锂（lithium plating）或局部结构退化等表面下的异常情况。

通道密度与电路板优化
扩展至 400V 或 800V 的高压电动汽车（EV）架构需要串联堆叠数百个电池电芯。该领域的标准基准产品通常提供 12 通道至 14 通道的监测配置，例如 ADBMS6815（12 通道）或 MC33771C（14 通道）系列。

将监测芯片扩展至原生支持 26 节电芯代表了通道密度的显著提升。对于一个使用大约 200 个串联电芯的 800V 系统：

这种削减将所需的隔离变压器、电路保护组件和数字通信链路减少了一半以上，从而节省了印刷电路板（PCB）空间，并最大限度地减少了内部菊花链总线上潜在的物理故障点。

总电压精度边界
在磷酸铁锂（LFP）和三元锂（NMC）电池化学体系中，电芯的开路电压（OCV）曲线在 20% 至 80% 的充电状态（SoC）区间内非常平坦。由于这种微弱的电压变化，仅仅几毫伏的测量偏差就会导致总 SoC 计算中出现 10% 或更多的误差。

虽然市场上的通用替代方案在广泛的热条件下提供约 3mV 至 5mV 的精度范围，但在 –40°C 至 +125°C 的完整汽车温度范围内将测量误差限制在 小于 2mV，可为 BMS 算法提供精确的数据输入。这种严苛的容差缩减了工程师必须在软件中编写的安全余量，从而释放了更多可用的电池容量，并在不增加电池电芯物理尺寸的情况下，提高了续航里程或电网容量估算的准确性。

由Evgeny Churilov编辑，Induportals媒体-由AI改编。

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