电池监控和电池芯均衡

为使锂离子电池的电压、电流和温度保持在允许工作范围内，专用电池芯监控控制器被广为采用。根据预调节的电压和温度，监控控制器可使用高精度 ADC 监控每个电池芯的状态。而同步分布式测量电池内的所有电池芯，则是深入全面了解电池放电/充电状态 (SOD/SOC) 和电池整体性能状态 (SOH) 的关键。若这些测量事件分布在较长的时间范围内，且各参数的测量精度不足，则会有损所需电池状态评估的精确性。

跨多个菊花链监控设备的稳健高速通信链路可支持电池芯的复杂拓扑结构。为增强稳健性，菊花链可构建冗余环路，在链路断开的情况下维持所有连接 IC 间的通信。而采用循环冗余校验 (CRC) 保护技术的数据帧将进一步增强通信稳健性。定期电池芯测量和状态分析是功能安全所需的内部管理功能，若要显著降低其功耗，可通过独立于 BMS 主控制器的电池芯控制器来实现。包括紧急报警在内，发送过压/欠压及热应力信号等安全功能均为自动触发。

为最大限度地提高电池芯的利用率，电池芯充电/放电是通过内部控制器（用于较低的均衡电流）和外部（用于较高的均衡电流）电阻器网络进行被动均衡的。若电池芯管理 IC 检测到电池芯之间出现充电失衡，IC 将把 SOC 水平最高的电池芯连接至一个电阻（或电阻网格，以实现更好的热分布效果）作为负载，并通过控制该电池芯进行局部放电来降低 SOC 峰值水平。电池在均衡操作期间会中断充电，而这一操作会频繁重复直至所有电池芯达到相同的 SOC 水平。电池芯制造商生产的每个电池芯拥有几乎相同的电气特性，因此无需主动均衡操作来补偿显著失衡的充电状态。

此外，中央电池管理控制器与各电池芯的均衡和监控控制器之间的通信链路也可选用无线通信链路实现。该方法不仅可以减轻布线工作量，也能避免跨电压域的额外通信负担。同时其较高的灵活度也便于为不同车型组装电池组，如：模块数量较少的电池组适用于经济型汽车，而数量较多的则可用于高里程/性能的车型。成本压力，尤其是复杂电池组的成本日益见涨，因此降低布线成本是解决该难题并实现盈利的一大重点。