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铅在过去有多种用途，但它是一种高度有毒的物质，对人体危害性很大，几乎在所有地方都被逐步淘汰。如今剩下的一个应用就是12V启动电池，几乎每辆汽车中都有它的身影。从铅酸电池转向锂离子电池是欧盟更新这一主题立法提案的基础。
铅酸电池与锂离子电池技术
除了满足可持续发展要求外，锂离子电池还在重量和体积能量密度上具有卓越的优势，可显著减轻车辆的重量并节省空间。该技术还支持制动过程中回收更多能量（更高的动态充电接受度），提高动力系统效率。锂离子电池自放电率较低，循环稳定性优越，保质期长，因此需要更换的时间比等效铅酸电池更长。锂离子技术面临的挑战是低温性能，它不适合在寒冷天气条件下启动内燃机（ICE）。然而，最近由欧洲汽车制造商协会（EAMA）牵头的技术比较发现，锂离子冷起动性能与铅酸相当。尽管锂离子电池价格在2010年至2020年间下降了约89%，但成本问题依旧存在。
随着汽车动力系统的持续电气化，冷起动要求的主导地位被削弱。就插电式混合动力汽车而言，汽车制造商使用高压系统启动内燃机。这意味着不需要支持冷启动的12V系统。我们相信，在混合动力和纯电动汽车的12V电池中，铅酸将很快被锂离子技术所取代，因为电池使用寿命越长，给客户带来的价值越多。与铅酸电池不同，锂离子电池需要电池管理系统（BMS）来实现部分重要功能，如安全、容量、多节电池管理以及充电控制。
集成BMS解决方案的优势
所有锂离子电池都需要电池管理系统（BMS）来实现一些重要功能，包括安全、容量、多节电池管理以及充电控制。恩智浦为12V锂离子电池管理提供完整的一体化解决方案，包括精确监测和保护3至6个电池的电压、温度传感和电流测量。最新的C版电池单元控制器（BCC）MC33772配备了所有新功能，可满足客户的需求。片上测量平均值有效地起到数字滤波器的作用，有助于降低通信总线和微控制器上的负载，同时允许去除部分模拟滤波。这有助于降低总体eBOM成本，产生高质量和成本优化的解决方案。
安全
符合AEC-Q100的IC完全符合汽车功能安全应用的要求，因为它是根据ISO 26262规范设计，可在芯片级实现ASIL C。同样，它也适用于其他铅酸替代应用，包括RV汽车辅助电池、高尔夫球车和太阳能电池，以及无人机、物流机器人等。
实现方案
作为我们实现方案的一部分，恩智浦开发了评估板，并提供了几个现成的概念验证板，包括文档、测试和演示软件。为了完善评估套件，我们还将提供量产型的AUTOSAR®复杂设备驱动程序，加快客户开发。
由于对铅的监管不断加强，锂离子电池价格的进一步下降，汽车铅酸电池技术的逐步淘汰可能会来得更早。恩智浦已准备充分，让客户能改用更小、更轻、更安全和更持久的锂离子电池解决方案。因此，我们在功能安全的汽车和工业应用中为12V电池提供集成且成本优化的解决方案。为了帮助客户实现这一转变，我们提供了全面的评估生态体系和全新的量产型软件构件。
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作者：
Konrad Lorentz
恩智浦半导体电池管理系统产品经理
Konrad Lorentz拥有德国劳特林根大学（Reutlingen University）国际项目工程学士学位。2020年，他通过一篇关于“汽车价值链”的论文加入恩智浦，目前担任BMS营销团队的产品经理。
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