精密合金电阻助力新能源汽车可靠性表现|可靠性|新能源汽车|电池|电池组|电阻

新能源汽车增速迅猛

中汽协发布的数据显示，1~11月我国汽车总销量约2430.2万辆，同比微增3.3%，新能源汽车增长态势依然强劲，成为推动车市增长的“主引擎”，数据显示，前11个月累计销量为606.7万辆，同比增长1倍以上，市场占有率达到25%，已超越《新能源汽车产业发展规划（2021~2035年）》中明确的“在2025年新能源汽车市场渗透率达到20%”的目标。不仅在国内市场，今年新能源汽车的出口成绩同样亮眼1~11月，我国汽车企业累计出口278.5万辆，同比增长55.3%。其中，新能源汽车出口59.3万辆，同比增长1倍，占出口总量的比例升至21.3%。

电池的可靠性表现成为行业核心话题

新能源汽车技术发展迅速，在动力性能、智能化、使用成本等方面较传统燃油车已取得领先优势，但“长途出行续航不够”、“充电不方便”和“剩余里程监测不准确”等问题依然显著，成为了当下新能源汽车困扰消费者的痛点。其中续航不足、充电困难等问题在消费之初就会进行评估，与之相对的问题也就不会成为困扰。然而，当剩余里程显示电量足以支持继续行驶20公里却在15公里后断电熄火、或者显示电量不足需要充电时却又可以无限续航时，不知消费者是否会因为突发断电自认倒霉、亦或者因为所谓的“续航不足”带来的无限可能而心中窃喜。那么是什么原因导致新能源汽车的里程监测出现异常或者不准确呢？这要从新能源汽车的电池管理系统BMS（batterymanagement system）的可靠性和准确性说起…

BMS系统起到关键性作用

BMS系统在电池运作系统中充当“电池保姆”的角色，通过BMS能准确量测电池组使用状况，平衡电池组中每一颗电池的电量，并分析计算电池组的电量并转换为可理解的续航力信息，确保动力电池安全运作。其中AFE模块实现电池信息采集、状态监测等功能，电池均衡模块提升电池续航时间和循环寿命，计算单元（MCU等）实现控制、计算等功能，隔离电路：实现高低压模块间电气隔离。而AFE模块电池电量的采集、电池均衡模块对串联电池SoC状态的平衡能力、MCU的运算方法和精度和电池等都会直接导致电池充电量不足、充放电容量不稳定等，导致剩余里程管理异常。这就有必要对电池状态（包括电池电压、剩余电量、估计供电时间、温度等诸多信号）进行实时监测。

电池电量测试办法一般采用以下三种方式：

1.电压探测法：电池的电量通过简单的监控电池电压得来。但是电池的电量和电压不是线性关系的，所以这种探测办法并不精准，电量测量精度仅仅超过20%。尤其是电池电量低于50%时，电量计算将会变得非常不准确。

2.电池建模法：依据电池的放电曲线建立一个数据表，数据表中标明不同电压下的电量值，这一办法可以有效的提高测量的精度。但要获得一个精准的数据表并不简单，因为电压和电量的关系还涉及到了电池的温度、自放电、老化等的因素，惟有结合了众多的因素来进行修正才能够得出较满意的电量测量。

3.库仑计：在电池的正极和负极串一个电流采样电阻，当有电流流经采样电阻时就会产生电压V，通过测试V就可以计算出流过电池的电流，进而准确的跟踪电池的电量变化，精度可以达到1%。这是目前采用较为广泛和有效的方法。

然后在MCU模块对检测到的采样电阻的电压进行积分，计算得出电池的剩余电量和剩余里程。那么采样电阻的电压信息采集的准确性和进度就成为了电池剩余里程计算和管理的关键。

采用合金方案可实现高精度采样

合金采样电阻的阻值、功率、精度、温漂，以及与电池充放电相关的充放电电流、时间、温度等都会在很大程度上干扰或者影响合金采样电阻的电压V检测精度。不同负载电流（5~500A/1000A）以及环境温度条件下（-40~170℃）合金采样电阻的采样精度、稳定性等会直接影响合金电池电量的检测和分析，甚至出现采样数据超出MCU运算能力的可能，导致电池剩余电量和电池剩余里程等管控异常。