电动汽车中的锂离子电池需要在一定的温度和工作电压范围内工作，才能实现卓越性能和安全运行。为了满足电动汽车的功能安全标准，本文探讨了电池监测器的各种注意事项。

内容概览

1、电动汽车对电池管理系统的要求

不断变化的市场条件将催生更严苛的安全要求标准。

2、监测电池电压和温度

高精度电池监测器有助于确保满足更严格的功能安全标准。

3、冗余设计

冗余通信协议可提供容错机制，并确保电池组的正常运行和安全状态。

电动汽车对电池管理系统的要求

全世界的交通运输行业正在经历一场革命。在过去 20 年里， 锂离子电池技术的进步使人们有望在未来将电力储存在电池组中，为汽车、摩托车、卡车和公共汽车提供动力。

同时，世界上的许多地区都高度重视能源经济的去碳化。在电网发电层面降低汽车能源所产生的排放要比在汽车层面上容易得多。要实现去碳化目标，就需要大多数交通运输系统都实现电气化。随着电动汽车 (ev) 计划产量的提高，其开发和生产成本将会分摊到更多电动汽车上，这意味着电动汽车价格将快速下滑，不断接近内燃机 (ice) 汽车的价格。

乘用车电池系统的安全注意事项涉及多个方面。其中，重要的传统电气安全注意事项旨在防止生产工人、车主、机械师和车辆回收人员暴露在高电压下或受到电击。机械方面的注意事项旨在防止电池被刺穿和受到撞击损坏，以及解决电池内的液体和气体可能会从电池中泄漏或排出的问题。考虑到锂离子电池只有在比ice车辆温度更严苛的温度范围内才能安全地、最高效地工作，关于电池组设计的注意事项也包含了热安全注意事项。此外，电气系统的功能安全注意事项可在车辆使 用或充电时保持电池安全运行。

监测电池电压和温度

锂离子电池（如图 1 所示）需要在一定的温度和工作电压范围内工作，才能实现卓越性能和安全运行。每种锂离子电池的化学成分对应不同的范围。如果超出此范围，电池内部可能会发生不良的副作用，从而导致过度自发热，甚至可能导致内部长时间短路。过度自发热和内部短路是热失控连锁反应的第一步，最终会带来安全隐患。为了使电池组维持在安全的工作范围内，电池监测专用集成电路 (asic) 会测量电压、温度和电流并将有关信息传输到电池控制单元。

图 1.电动汽车中的电池组。

在电动乘用车中，可能需要测量 16 块、96 块、128 块或更多电池。商用车中的电池总数则可能是这些数量的两倍。这种大型系统有许多印刷电路板 (pcb) 连接，其中电池和监测 asic 之间的连接或不同 asic 之间的通信连接可能会发生故障。因此，可能会出现传感器输入开路或通信中断的情况。如果没有必要的测量和通信，电池控制系统便会“失明”，再也无法管理电池组中电池的状态。

检测和解决障碍（如通信故障或电池传感器连接故障等）以避免危险事件是功能安全的一部分。功能安全亦是与预防和减轻由电子系统故障引起的潜在危险事件有关的综合安全的一部分。在汽车行业中，国际标准化组织 (iso) 26262 系列道路车辆功能安全标准定义了用于开发乘用车、卡车、公共汽车和摩托车安全相关系统的最新技术和功能安全最佳实践。

在有些汽车系统中，功能丧失不会导致危险。如果这类系统发生故障，系统的安全状态会让电子设备关闭，并通过仪表板灯或其他指示器提醒驾驶员。但是，在有些系统中，故障或功能丧失可能会导致危险事件。对于无法简单关闭的系统，安全目标可能包括指定“安全相关可用性”要求。在这种情况下，可能需要系统在一段时间内具有某类故障容错机制，以避免发生危险事件。

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