恩智浦半導體(NXP Semiconductors)宣佈推出業界首款整合電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy;EIS)技術的電池管理晶片組,採用基於硬體奈秒級(hardware-based nanosecond-level)跨裝置同步技術。該系統解決方案旨在強化電動車及儲能系統的安全性、使用壽命與整體效能,並將EIS測量功能直接整合至三款電池管理系統(battery management system;BMS)晶片組單元,幫助汽車製造商深入洞察電池健康狀態與運行狀況。

當前OEM廠商在控制成本和簡化設計的同時,還面臨提升充電安全、加快充電速度、延長電池壽命及增強儲能系統安全性的多重挑戰。傳統以軟體為基礎的電池監測方案,往往難以精準偵測到毫秒級動態事件,無法獲取電池故障早期徵兆。為確保安全快速充電,此類系統通常需要額外的感測器與軟體支援。

恩智浦全新晶片組透過將EIS技術直接整合至硬體以應對這些挑戰。該晶片組由三款電池管理系統(BMS)單元組成,包含BMA7418電池感測裝置、BMA6402閘道器、BMA8420電池接線盒控制器,可在無需額外元件或高成本的重新設計情況下,實現實時高頻監測。這套以硬體為基礎的解決方案具備高精度同步能力,透過晶片內建整合的離散傅立葉轉換(discrete Fourier transformation)功能,提供高度精準的阻抗測量,幫助OEM廠商更有效管理快充安全、檢測電池故障早期徵兆,並降低系統複雜性。

恩智浦半導體副總裁暨驅動與能源系統總經理Naomi Smit表示:「恩智浦EIS解決方案將強大的實驗室等級診斷工具帶入車輛。透過減少額外溫度感測器的使用,簡化系統設計,在保障電池健康的同時,支援更快速、更安全、更可靠的充電方式轉變。該晶片組還提供便捷的升級方案,採用引腳相容封裝設計(pin-to-pin compatible packages),可直接升級電池模組與電池接線盒控制單元。」

電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy;EIS)技術是透過向整個電池發送可控的電氣激勵訊號(electrical excitation signal)來進行監測。恩智浦系統解決方案包含一個電氣激勵訊號生成器(electrical excitation signal generator),不僅能預先為高電壓電路充電,還能產生激勵訊號。此設計使直流母線電容(DC link capacitor)可做為電池的輔助儲能單元,讓激勵過程更加節能。

透過測量電池在不同頻率下對電氣激勵的反應,系統可以精確捕捉電池內部狀態的細微變化,例如溫度梯度、老化效應或微短路現象。與傳統基於時間的測量方法相較,EIS技術能快速可靠評估各電池的阻抗,並區分阻抗變化與容量衰退,即使在充電或負載變化等動態條件下,也能準確評估電池健康狀態。

此完整解決方案預計將於2026年初推出,配套的支援軟體將在恩智浦S32K358車用微控制器平台運行。