各種電池結構都有其固有的優缺點。汽車OEM廠商需要分析並確定哪種架構更適合自家的生產模式，同時保持系統價格競爭力。使用兩個獨立的400V電池是解決這一挑戰的創新性解決方案。

兩塊400V的電池在充電時可以串聯（總共800V），減少充電時間，而在驅動時可以並聯（400V）。從而保證標準的大容量400V傳動系統部件（如逆變器和車載充電器）在使用時，其容量和範圍不受影響。

圖一 : 使用TPL的800V HVBMS架構

這種方法允許快速充電和複用現有的400V解決方案，對於設計人員兩全其美。成本在掌控之中，而充電速度更快將帶來巨大的競爭優勢，更能吸引消費者。

圖二 : xEV動力的關鍵系統

圖二顯示了電動汽車動力的關鍵系統，圖中為主高壓（HV）電池及其管理系統。低電壓（LV）側為鉛酸電池或鋰電池，電壓通常為12~14 V，可以提供車內照明、門鎖、導航和駕駛輔助系統所需的較低電壓。12V電池還可作為備用電源，在主高壓電池無法供電的情況下接管關鍵安全功能，如轉向。

任何解決方案都有不可妥協的標準，無論成本高低。汽車必須具備功能安全性，無論在哪裡出售，都必須符合所有相關安全和環保法規。此外，汽車還需要提供消費者心儀的功能和優勢，這就意味著汽車必須具有足夠的續航能力、性能和舒適度以及時尚感。

設計人員在滿足參數要求的同時，如何降低成本？

首先應查看其物料清單（BOM）上的組件。看看物料清單是否最簡化？是否可以使用成本更低、整合度更高的替代產品替換某個元件？替換某個元件是否會帶來其他方面的好處，例如利用處理器或系統單晶片系統（SoC）減少所需外部的部件數量？

例如，模擬前端（AFE）是電池管理系統（BMS）的重要組成部分，不僅能從電池單元獲取資料，還能對所得資料進行數位化和調節。通過使用高度整合的AFE（如恩智浦14通道的電池單元控制器MC33775A），可以減少所需的電纜數量，降低BOM的成本並削減整體系統成本。

然後，設計人員可以考慮生產和製造過程。能否選擇可以自動化組裝的元件來降低成本？

此外，通過可跨多種車型複用和擴展的模組化設計，是否可以節約成本？這種方法現在非常普遍，用統一的汽車平台支持各種車型。也就是說，汽車廠商不僅可以為消費者提供多種選擇，還不會造成開發成本激增，甚至還能從元件成本的規模經濟中受益。例如大眾汽車將恩智浦的BMS系統引入其MEB平台，大大降低了該系統在多款車型上的推廣難度，大眾計畫在2029年之前向市場推出多達75款全電動汽車，採用BMS系統將帶來很大的優勢。

更具體地看一下BMS，BMS將從電池收集分析資料，以確定電池的SoC和健康度（State of Health；SoH）。BMS可以使用這些資料來管理電池，以獲得高性能、高續航和高使用壽命，還可以診斷任何問題。

圖三 : 汽車充電狀態

本文研究了設計人員如何降低電動汽車的成本，尤其是與BMS相關的組件成本。雖然這些一般原則適用於各種電動汽車，但在轉向800V架構時可能尤為重要，因為採用800V架構可能元件成本更高，零組件替代來源更少。

（本文作者Emiliano Mediavilla Pons為恩智浦BMS團隊應用程式團隊首席系統、產品和功能安全架構師；Konrad Lorentz為恩智浦BMS行銷團隊產品經理）

*刊頭圖（source：NXP）