ZHCAFJ3 July 2025 BQ76907-Q1
隨著汽車電氣化與系統智能化程度不斷提升，傳統的 12V 鉛酸電池正逐步被更先進的儲能解決方案取代。無論是在電動、混動還是內燃機 (ICE) 汽車中，12V 電源軌在對基本元件供電方面都發揮著至關重要的作用，包括照明系統、信息娛樂系統、門鎖、車窗、轉向系統及電子控制單元 (ECU)。該系統通常由 12V 輔助電池供電，近年來更采用超級電容器組實現快速響應與大功率輸出。
向鋰基電池和超級電容器的轉型源于對性能提升、能效優化和空間節省的需求。但這也帶來了新挑戰，需要更智能的電池監測解決方案來確保系統安全性、可靠性和運行的成本效益。
高壓電池驅動新能源汽車中的電機，但 12V 系統仍然不可或缺。它會在車輛啟動時激活關鍵功能，在主電池斷開或發生故障時維持基本電子器件運行。
以往，鉛酸電池因其結構簡單可靠，扮演著這一角色。但是它們體積大、重量重、壽命短的缺陷帶來了挑戰。如今，磷酸鐵鋰 (LiFePO?) 等鋰離子技術正在成為更為可行的替代方案。這些新的化學物質可提供更高的能量密度、更快的充電速度、更強的耐用性，并在極端溫度下具有更高的性能。
為了支持這種過渡，歐盟《電池法規》(EU) 2023/1542 等歐洲法規在可回收性、耐用性和性能方面（這些正是鋰技術的優勢所在）提出了更嚴格的要求，以此推廣鋰基化學物質。
典型的 12V 鋰電池根據化學體系不同，使用 4 或 6 個串聯電芯。這些電池需要精確監測以維持安全電壓水平，防止過壓或欠壓狀況，并提供準確的電荷狀態讀數。隨著更多安全關鍵型功能依賴 12V 電源供電，符合汽車安全完整性等級 (ASIL) 標準正變得越來越重要。
鋰電池非常適合長期儲存能量，而超級電容器的設計目的是快速提供能量。它們越來越多地用于 12V 系統中的各種應用，比如啟停技術、電力中斷期間的短期備用電源，或需要即時供電的碰撞電源模塊。例如，在碰撞場景中，即使主電池斷開或損壞，系統也必須在足夠長時間內保持通電，以使其進入安全狀態。
超級電容器可以快速充放電，并可在很寬的溫度范圍內工作，使其成為處理短暫、大功率需求的理想選擇。然而，由于每個電芯在相對較低的電壓（約 2.7V）下工作，系統需要串聯多個電芯來滿足 12V 要求。由于超級電容器存儲的總能量比電池少，其電壓在負載下可能急劇下降，這使得實時監測對于維持一致的性能至關重要。
要開發采用鋰離子電池或超級電容器的可靠的 12V 系統，需要考慮一系列技術因素。
必須精確監測每個電芯，以避免過壓、欠壓或熱問題。鋰電芯的工作電壓范圍較為狹窄，而超級電容器如果過充會迅速劣化。此外，實時電流監測也有助于管理系統負載和效率。
串聯電池包中電芯之間的不平衡會導致過早磨損或失效。被動或主動平衡有助于解決這一問題，并可針對持續開啟的系統中的低功耗應用進行優化。TI 的使用 BQ7690x 電池監測器實現電芯平衡提供了適用于工業和汽車用例的有用技術。
電池系統必須承受溫度波動和來自附近元件的熱量。在電芯和系統級別監測溫度是避免過熱的關鍵。針對短路、開路和電壓異常的內置故障檢測功能對于安全和符合 ASIL 標準至關重要。
隨著 ECU 變得更加緊湊且集成度更高，市場對在小尺寸封裝內提供多種功能的電池監測解決方案的需求日益增長。將監測、平衡和失效保護功能相結合的器件有助于減少布板空間和系統成本，同時不會影響可靠性。
在需要不間斷運行的應用中，例如域控制器、碰撞電源模塊或安全系統，輔助電池和超級電容器包可提供可靠的備用電源。BQ76907-Q1 能夠實現精確監測、有效平衡和強大的失效保護，以保持這些系統平穩運行。
在 7 電芯配置中，無論是使用鋰離子電池還是超級電容器，BQ76907-Q1 都有助于維持系統穩定性，同時幫助滿足功能安全要求。
隨著汽車行業向更高效、更智能的系統發展，12V 輔助電源的作用也在不斷演變。由于對更高效率、耐用性和安全性的需求、鋰基系統和超級電容器正成為首選的技術。
BQ76907-Q1 提供了一個針對這些不斷變化的需求量身定制的全面解決方案。憑借其集成的保護功能、平衡能力以及采用 QFN 封裝的小尺寸 (3.5 x 3.5 mm2)，工程師能夠充滿信心地開發滿足技術和安全要求的下一代 12V 系統。