在 BMS 内实现智能的技术：MCU

从最基础的层面来说，MCU 在 BMS 中有两个主要作用：连接到传感器以接收数据，以及将该信息传回车辆网络。这两个功能有助于为 BMS 提供功能安全和重要的诊断信息（如荷电状态）。由于需要更先进的传感和计算以及更先进的网络，按照 MCU 现在的发展趋势，这两个主要功能都在不断提升。先进的 MCU 有助于从电池向车辆的其余部分发送更高质量的数据，从而帮助更准确地了解车内发生的情况。

看看 BMS 内 MCU 运行的高级场景。由于需要复杂的算法来提供智能以更大程度提高电池利用率，因此算力不断提高。随着电池尺寸的增加，需要测量的单个电芯的数量也将增加。电池内储存的电压电平和总功率也会更高。所有这一切都意味着传入信号比以往任何时候都更多，因此随着车辆架构从域控制向区域控制过渡，MCU 封装尺寸和输入/输出数量都需要增加。

为了满足这些高级算法的要求以及传感需求，一种方法是提高核心计算性能。传统 MCU 可能能够在 BMS 中运行，在单核上以 100MHz 运行速率进行简单的电流和电压测量以及温度测量。现在，有一些运行频率高达 1GHz 的多核器件能够在系统内进行计算和操作。设计人员可以利用数字信号处理器和现场可编程门阵列来构建能够以更高速度运行的计算引擎。TI 推出了基于 Arm® Cortex® 的 32 位 MCU 产品系列，其中包含高性能和高能效的器件，可帮助满足系统需求。

从电池 ECU 到汽车其余部分的通信也变得更加复杂。系统可能需要执行诊断或实施动态更改，例如预测功能，或根据电池负载在任务类型之间进行切换。举例来说，如果汽车正在高速行驶，则电池会满载，因此执行诊断或更新电芯等任务的效率将很低。但是，在汽车充电时，则有更多时间和系统带宽来执行这些任务，并能够通过以太网等协议以无线或有线方式与车辆网络进行通信，这种通信方式提供比以往 CAN 或 CAN-FD 总线高得多的数据速率。根据电池内的模块化水平，BMS 自身内部也可能需要通信。

在 BMS 中，MCU 的最重要标准是功能安全能力。随着网络化水平的持续提高，安全性也变得越来越重要。MCU 需要支持汽车安全完整性等级 (ASIL) D，并具有内置的硬件安全模块，旨在帮助满足系统的安全要求。AM263P4-Q1 MCU 等器件作为多核器件，具有更高的计算工作频率，并提供了高级外设来支持联网和提升传感和驱动 IP 的质量。MCU 还需要支持开放和标准化的汽车软件架构，如汽车开放系统架构 (AUTOSAR)，从而帮助提高安全性和缩短开发时间。