BMS 實時監控多個關鍵參數，如充電狀態 (SOC) 和健康狀態 (SOH)。充電狀態精準反映電池可用的剩余能量，而健康狀態則用于評估電池電芯的整體狀況以及老化程度。這些指標的精確監測，對于維持高效能源利用、延緩電池過早老化意義重大。

　　為契合電池效率與環境可持續性的法規要求，汽車制造商必須在車輛的全生命周期內，全力維持良好的電池健康狀態。以加利福尼亞州空氣資源委員會 (California Air Resources Board) 為例，其制定的多項標準明確

　　規定，電汽車在 10 年內(2030 年之前款車型為 150,000 英里)，至少要保持 80% 的續航里程。這一要求自 2026 年款車型起逐步實施，并在 2031 年款車型之后持續嚴格執行。全球范圍內，類似標準紛紛落地生效，這就迫切需要在 BMS 中運用更為先進的集成解決方案，以此提升檢測精度。本文將深入剖析與分立式電阻鏈相比，集成式高壓電阻分壓器如何憑借更精確、更節省空間的電壓衰減方式，助力 BMS 更好地平衡電池包，有效延長電池使用壽命。

　　電動汽車電池系統的工作電壓與信號轉換需求

　　典型的電動汽車電池電壓通常≥400V，并且行業正朝著 1kV 甚至更高電壓的方向發展。更高電壓的電池優勢顯著，它能夠降低最大電流要求，從而最大限度地提高能源利用效率。然而，要測量如此高的電壓，并將其傳輸給車輛的相關系統，就需要借助模數轉換器 (ADC) 進行信號轉換。一般來說，ADC 由大約 5V 的電壓供電，無法接受大于該電壓的輸入信號。

　　為保護 ADC 和其他低壓元件免受較高電池電壓的沖擊，必須采用隔離式放大器等器件，以維持高壓域和低壓域之間的電氣隔離。盡管隔離式放大器起到連接兩個電壓域的橋梁作用，但其能接受的電壓范圍與 ADC 類似，因此在信號到達隔離放大器之前，需要對電池電壓進行衰減處理。通常情況下，電阻分壓器被用于此環節，它能夠將高電壓信號降低至較低電壓的滿量程范圍內，滿足后續電路的處理要求。

　　傳統分立式電阻鏈的缺點

　　當處理大于 400V 的高電壓時，爬電距離和電氣間隙是必須重點考慮的因素，以防止出現電弧現象，確保絕緣安全。傳統的電阻分壓器理論上僅需兩個電阻，但為滿足爬電和間隙要求，高壓衰減往往采用長鏈電阻器，以此增加高壓和低壓節點之間的物理距離。依據 IEC 60115 - 8 標準，每個電阻上的最大持續壓降存在限制，例如，每個 1206 外殼尺寸的表面貼裝電阻一般為 200V，每個 0805 外殼尺寸的電阻為 150V。由于電池實際電壓會在額定值上下波動，出于安全預防，往往會使用較多電阻，通常會形成 10 個或更多分立電阻器組成的長鏈。

　　這種設計方法存在諸多弊端。即便使用精密電阻器，每個分立式電阻器固有的容差變化，也可能致使分壓比產生顯著差異，進而導致電壓測量不準確。分立式電阻器還極易受到溫度變化和老化的影響，導致電阻值發生改變。而且，這些電阻器兩端的焊接點暴露在外，若無保形涂層或其他防護措施，極有可能產生額外的泄漏電流以及寄生電容或電感，這無疑會增加解決方案的成本。在長鏈分立式電阻器中，上述不良影響會進一步疊加，隨著時間推移，電壓檢測精度不斷降低，最終引發充電狀態和電池健康狀態估計錯誤，致使電池管理決策失誤，如充電和放電周期不合理，進而縮短電池壽命，降低電動汽車的續航里程。

　　集成電阻分壓器的優勢

　　滿足高電壓處理需求

　　德州儀器 RES60A - Q1 集成電阻分壓器采用精心設計的寬體 SOIC 封裝，完全符合國際電工委員會 61010 標準所定義的爬電距離和間隙標準，能夠輕松處理高達 1.7kV 的電壓，充分滿足電動汽車高電壓系統的應用需求。

　　性能和可靠性卓越

　　該器件在性能和可靠性方面表現突出。通過對初始比率和超時容差設定最大限值，即便面對老化或溫度變化等環境因素，也能有效確保分壓比的準確性。以德州儀器 RES60A - Q1 電阻分壓器為例，其在 10 年使用壽命內，規定了 ±0.2% 的最大壽命比，這種高可靠性對于對性能一致性要求嚴苛的電動汽車應用而言，至關重要。

　　節省空間與成本

　　集成電路封裝設計巧妙地省去了冗長的分立式電阻鏈，大幅減小了所需印刷電路板的尺寸。這一整合不僅簡化了復雜的電路布局，還降低了與元件數量相關的組裝成本。同時，更少的暴露節點顯著降低了因漏電或寄生效應而產生誤差的可能性，無需額外的保形涂層，進一步降低了成本。

　　差分信號轉換優勢

　　具有差分輸出的隔離式放大器備受青睞，因為差分輸出在長距離信號傳輸中表現出色，且出于安全考量，設計人員通常會將低壓元件安置在遠離高壓源的位置。將這種差分信號饋入單端 ADC 時，需要進行差分到單端的轉換。以往，這需要添加集成差分放大器，或者圍繞放大器配置四個分立式電阻器來實現。而現在，將集成電阻器(如 RES11A - Q1)與高精度放大器(如 OPA388 - Q1)相結合，能夠構建出具有高共模抑制比的差分放大器，有效降低噪聲干擾，減少其他誤差來源。

　　在設計 BMS 的高電壓衰減電路時，從傳統的分立式電阻鏈向 RES60A - Q1 等集成電阻分壓器解決方案轉變，具有不可忽視的優勢。當與 RES11A - Q1 等輔助元件配合使用，進行差分信號轉換時，這些集成器件能夠協同工作，幫助電動汽車長期維持良好的電池狀態，提升電池系統性能，為電動汽車的高效、可靠運行提供堅實保障，推動電動汽車行業朝著更優質、更環保的方向發展。