為電動汽車(EV)和混合電動汽車(HEV)設(shè)計可靠的電池管理系統(tǒng)時，有一系列方法可以考慮。就實現(xiàn)可靠性而言，一種方法是采用完全冗余的電路，當然此時假定費用不成問題。這類系統(tǒng)使用完全相同的電路并行執(zhí)行相同的功能，并就結(jié)果進行某種形式的表決，以總是獲得最安全的效果。在這類系統(tǒng)中，假如檢測到故障電路，就自動停止使用故障電路，并由一個同樣的備份電路取代該故障電路。然而，在有些系統(tǒng)中，故障的后果并不能用高昂成本的冗余電路來承擔。那么，這類系統(tǒng)可能只依靠每個所用組件的內(nèi)置可靠性。盡管能以最低成本供應(yīng)具有這種特點的設(shè)計，但是這種設(shè)計有很大的風險。不過，對這個問題有一種最佳的解決辦法。

高可靠性系統(tǒng)的中庸解決之道是故障監(jiān)視，采用這種辦法時，電路監(jiān)視各種不同的系統(tǒng)組件，并報告任何異常現(xiàn)象。既然故障可能在任何時間、在電路中的任何地方出現(xiàn)，因此監(jiān)視的組件越多越好。對檢測到的故障的反應(yīng)既可以是徹底的系統(tǒng)停機，也可以是類似汽車中的報警燈之類的簡單服務(wù)告警。

實現(xiàn)更長電池壽命的挑戰(zhàn)

鋰離子電池因高能量密度而廣受歡迎，與具有同等能量的其他化學組成的電池相比，由鋰離子電池組成的電池組會更小和更輕。就諸如電動型汽車等大功率應(yīng)用而言，數(shù)百個電池疊置在一起，以構(gòu)成一個高壓電源，從而使較小的電流通過較細和重量較輕的配線。在這類汽車應(yīng)用中，駕駛員的安全是最重要的，接下來是車主的滿意度。因此，有強大的動力驅(qū)使人們實現(xiàn)安全和可靠的長期運行。為達到此目的，必須持續(xù)監(jiān)視每一節(jié)電池上的電量，以在數(shù)年使用中一直保持最佳水平。

最簡單的形式是，要求電路測量電池組中每節(jié)電池上的電壓。這種測量一般由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)執(zhí)行，該ADC將信息傳遞給一個微控制器。該控制器仔細管理所有電池的充電和放電，以使這些電池使用時不超出一個嚴格的范圍，因超出這個范圍可能極大地縮短電池的壽命。在系統(tǒng)中有數(shù)百個電池時，一個集成的測量電路可以極大地減少組件數(shù)量。凌力爾特公司的LTC6802就是這樣一種集成的功能構(gòu)件，該器件通過一個內(nèi)置的12位ADC測量多達12節(jié)電池的電壓。任何數(shù)量的電池都可以相互疊置，以12個電池為一組，將所測得的每組電壓串行傳送到一個主微控制器。這些組件構(gòu)成了電池管理系統(tǒng)的核心。

就延長電池的可用壽命而言，仔細控制每節(jié)電池的充電狀態(tài)非常重要，但是要滿足日益苛刻的汽車客戶的要求，這也許還不夠。要使客戶長期滿意、無憂無慮，對系統(tǒng)進行“假設(shè)-結(jié)果”分析是必要的。要考慮的幾個關(guān)鍵問題是：要是一條連接到電池的導線斷開了會怎么樣？假如電壓測量準確度偏移了會怎么樣？要是測量IC不知怎么被系統(tǒng)電壓瞬態(tài)損壞了又會怎么樣?

大多數(shù)隱伏的故障都會使控制器認為電池或電池組處于完美狀態(tài)，而事實上，電池沒有得到準確測量。然后，在沒有向系統(tǒng)供應(yīng)警報的情況下，這些電池可能完全放電或被危險地過沖電。要某個東西來“監(jiān)視監(jiān)視器”，以實現(xiàn)更高水平的可靠運行。

BMS故障監(jiān)視

作為完全冗余測量方法的替代方法，故障監(jiān)視電路與測量器件并聯(lián)連接，并起到對系統(tǒng)基本功能進行復核的用途。圖1電路顯示了這種方法的電路實現(xiàn)，該電路采用LTC6802測量器件，用于一個由12節(jié)鋰離子電池組成的電池組，還采用了一個伴隨的LTC6801故障監(jiān)視器件。