Applications应用事例
BMS中FeRAM的应用案例
EV电池的全球标准：
100兆次的写入耐久性实现了高效化和再利用
在管理电动汽车（EV）电池的电池管理系统（BMS）中，也应用了FeRAM。具有高重写耐久性的FeRAM可延长电池使用寿命，并记录和保存评估电池再利用所需的数据。
目次
BMS是什么
电动汽车（EV）使用的电池由多个电池单元组成，每个单元的性能和寿命各不相同。某些单元较早劣化会影响整个电池的性能，导致电池被迫提前更换。使用电池管理系统（BMS），从电池各单元的监控模块中收集温度、电压、电流等数据，并指示各单元保持充电平衡。由此，较弱的电池单元会得到频繁充电，较强的电池单元则会频繁放电，从而保持整体性能并延长电池寿命。这些高频监控的数据会存储在存储器中，采用能够在125℃的温度下运行并具有10万亿次写入耐久性的FeRAM可使电池性能最大化。如下图所示，电动汽车的电池不仅为电动机提供动力，也为空调和加热器供能。将数据写入ECU和BMS单元中的FeRAM，可监控电池的使用状况。
应用FeRAM的优势
FeRAM被全球市场份额领先的电动汽车电池制造商广泛采用。在电动汽车的BMS中采用FeRAM可带来以下优势。
提升电池性能
汽车制造商对电池寿命的标注提出了更高的要求，提升电池性能成为了一个重要的课题。FeRAM具有高速写入特性，在用电量发生变化时可高频率地记录电池的使用状态，从而在事件发生时可准确保存电池信息。
BMS的功能有以下5点。
- 防止电池单元过充电、过放电的功能
- 防止电池单元过电流的功能
- 管理电池单元温度的功能
- 计算电池剩余电量（SOC）的功能
- 执行电池单元电压均衡（电池单元平衡）的功能
*以上信息援引自工业用锂离子电池的开发和制造商，以及Panasonic的官方网站
单电池（Unit cell）是指电池中最小构成单元。随着电池的使用，每个单电池的劣化速度会有所不同，因此需要进行均衡化调整以延长整个电池的寿命。例如，电池温度过高可能会加速劣化甚至引发火灾风险。通过高速/高频率的写入，可细致监控温度并通过对电池单元充电量等的调整来保持电池温度维持在健康状态。
为了评估电池的再利用，进行常时记录
如今，电动汽车的电池不仅仅是为了延长寿命，还通过再利用来减少对环境的影响，因此开发和法规正在不断推进。特别是在欧洲，正在利用电池管理系统（BMS）记录的数据来评估已使用电池的再利用性，这一趋势对欧洲及其他地区的汽车制造商产生了非常大的影响。通过采用实现10万亿次写入耐久性的FeRAM，可以实现对电池使用过程中的持续记录。
电池再利用的全球趋势
欧州
欧盟预计将从2025年起实施一项名为【电池护照】的新规，该规制将强制要求对电池进行日志记录。此举不仅旨在评估电池的修理需求和再利用性，还包括对驾驶者的环保意识以及基于行驶数据的社会信任度等标准进行评估。 【电池护照】作为【数字产品护照】计划的环节之一，未来将像护照一样处理个人电子产品的特定信息，以推进供应链数据联动和环保再利用。
中国
根据中国国家标准化管理委员会（SAC）的规定，必须每150毫秒进行一次数据记录，因此中国国内的多家公司正在采用FeRAM。作为国家政策，电动汽车（EV）的普及正在推进，预计电池管理系统（BMS）也将相应地逐渐普及起来。此外，多家汽车制造商也参与了与欧洲的数据联动。
美国
尽管其他地区尚未出台类似欧洲以及中国的标准化规范，大型电动汽车（EV）制造商已着手通过电池管理系统（BMS）推动了电池的再利用，电池回收企业业务也在持续扩大。美国多家回收公司与欧洲以及日本的汽车制造商建立了合作关系，积极进入不断扩大的二手电池市场。
日本
2024年日本经济产业省的移动出行DX战略中，特别关注了欧洲的电池法规，强调了日本也需建立可追溯性管理系统，并与欧洲的数据平台进行对接。
总结
在电池管理系统（BMS）中，FeRAM凭借其高速写入、高重写耐性进行准确的数据采集和频繁数据记录并提高电池的使用寿命，同时获取使用中的数据以便再利用。此外，随着全球电动汽车（EV）的普及，二手电池市场规模持续扩张，越来越多的地区开始重视BMS的开发和相关法规。FeRAM成为了能够应对这些最新趋势的解决方案。