【导读】交通电动化与储能系统加速发展之后，电池正在承受越来越多看似相互矛盾的要求。消费者希望电动汽车续航更长、充电更快，整车厂希望电池包拥有更高的能量密度，储能系统则需要在更长的生命周期内保持稳定运行。与此同时，安全性不能下降，系统成本也不能无限增加。

对于电池工程师来说，这意味着一个越来越棘手的问题：怎样在寿命、快充、安全、性能与成本之间找到新的平衡？

传统电池管理系统主要依靠电压、电流和温度等信号判断电池状态。这些参数能够反映电池正在发生什么，却很难完整揭示电芯内部为什么会发生变化。特别是在快充、高低温和长期老化等复杂条件下，电池表面的电气与温度信号，往往要等到异常已经较为明显时才会发生变化。

电化学阻抗谱，也就是EIS，正在为电池管理系统增加一种更深入观察电芯的方式。

其基本原理是向电芯施加不同频率的交流激励，并测量电芯在各个频率下的阻抗响应。由于电池内部不同电化学过程会在不同频段表现出相应特征，工程师可以借此进一步分析电池的荷电状态、健康状态、温度影响和潜在异常。

过去，EIS更多应用于实验室和专业测试设备。随着电池包容量不断增大、安全要求不断提高，以及EIS功能逐渐被集成到半导体芯片中，这项技术开始从离线检测走向车载和储能系统中的实时监测。

围绕EIS为什么在今天受到关注、它与传统电池监测方式有何不同，以及TI最新电池管理芯片组如何将EIS引入更多电芯，TI品牌故事叙事策划师Micah McDaniel采访了TI电池管理系统（BMS）副总裁兼总经理Wenjia Liu。(https://www.youtube.com/watch?v=RHTfdao6QZk)

以下为经过整理的对话内容。

主持人：我知道TI正在开发这套芯片组，但我想我们应该先从最基础的问题开始：为什么要开发这套产品？市场为什么需要它？

Wenjia：这套芯片组集成了EIS引擎，也就是电化学阻抗谱功能，可以显著提升汽车和工业应用中的电池安全性与性能，例如电动汽车和ESS储能系统。

主持人：那么，与目前市场上的其他解决方案相比，TI这套芯片组有什么不同？

Wenjia：首先是EIS功能本身。

简单来说，EIS会向电芯注入覆盖一系列不同频率的交流激励电流，然后测量电芯在不同频率下呈现出的阻抗特性。

通过这些阻抗信息，我们可以获得多种电池状态数据，例如荷电状态，也就是SOC；健康状态，也就是SOH；以及温度对电池状态的影响。

这些信息能够帮助系统实时观察电芯内部的状态。

结合能够正确处理这些数据的算法，电动汽车制造商就可以设计出更加智能、更加安全的电池管理系统。尤其是在极端条件下，例如高温或低温环境中的快速充电，系统可以更合理地管理电池。

第二个区别是，这款器件也是目前业界通道数最高的电池监测芯片之一。

目前，TI已经提供12通道及以下、16通道和18通道的电芯监测器。现在，我们又在同一产品组合中加入了26通道器件。

这一点非常重要，因为更高的通道数意味着系统可以实现更高的功率密度、更灵活的设计、更简洁的系统架构，以及更低的物料清单成本。

结合TI的高压电池包监测器和新的通信桥接器，整套解决方案可以在一个平台上支持多达250颗串联电芯。

主持人：你刚才提到了安全。无论对于设计这类系统的工程师，还是最终驾驶汽车的消费者，安全都是最重要的考虑因素之一。TI的这套芯片组将如何提升整车安全性？

Wenjia：安全确实是首要任务，实际上也是影响消费者是否愿意接受电动汽车的重要因素。因此，在设计电池管理系统时，安全始终是最重要的考虑因素。

目前，电池包中已经集成了很多保护和故障检测机制，例如过压保护、过流保护、温度传感器和压力传感器等。

但这些机制基本上都是被动响应式的。

也就是说，通常只有在故障已经发生，或者故障特征已经明显出现之后，这些传感器才能检测到问题。

EIS带来的则是一种主动诊断能力。它可以提前预测故障，并在传统传感器发现问题之前，检测电芯内部的化学或电化学行为变化。

传统传感器通常只能测量系统表面的温度、压力或电气参数，而EIS可以观察电芯内部更加深层的变化。

这些早期指标非常关键，因为它们可以帮助系统预防热失控。无论对于电动汽车还是储能系统，热失控都是一个非常严重的问题。

此外，EIS还有助于预防突然掉电等故障，甚至降低起火等更加危险事件发生的风险。

主持人：不过，EIS并不是一项新技术，对吧？

Wenjia：是的，它并不是新技术。

主持人：既然不是新技术，我想有些人可能会对此持怀疑态度。你认为TI的芯片组会如何改变人们对EIS的看法？

Wenjia：这是一个非常好的问题。我想先分享一个有趣的事实。

几周前，我在TI E2E工程师论坛上看到了一篇询问EIS技术的帖子。你猜这篇帖子最早是什么时候发布的？

主持人：五年前？

Wenjia：是2013年。

主持人：哇。

Wenjia：也就是说，那已经是十多年前了。而且据我了解，EIS技术本身出现得还要更早。

主持人：那么，为什么EIS到了今天才成为热门话题？

Wenjia：我认为有几个原因。

首先，市场正在使用容量更大、价格更高的电池包。其次，系统对安全性的要求也在不断提高。与此同时，把EIS引擎集成到半导体芯片中的成本正在下降，技术实现方式也变得更加经济。

这些因素共同推动了EIS在今天的普及。

主持人：未来，你认为EIS还可以应用在哪些领域？

Wenjia：我认为，所有使用电池的应用都可以从EIS带来的电芯实时可视性中获益。

EIS首先从电动汽车和储能系统等大型电池应用开始普及，因为在这些应用中，EIS带来的价值更加直接，也更加明显。

但我们已经看到，EIS正在进入越来越多的工业应用，例如电动工具、人形机器人，以及个人电子设备。

现在，一些笔记本电脑和智能手机也开始采用EIS。

因此，我不想为EIS的应用范围设定明确边界。归根结底，任何使用电池的应用，都可以在不同程度上从EIS技术中获益。

主持人：你刚才提到，早在13年前，TI E2E论坛上就有人讨论EIS。

那么，再过13年或15年，你认为EIS会发展到什么程度？

Wenjia：Micah，在今天这个世界里，即使预测五年后的情况都已经非常困难，所以我还是谈谈未来两年吧。

我认为，在未来两年内，EIS将不再是一项只有少数人理解和采用的小众技术。

当EIS逐渐普及以后，它的潜力将呈指数级增长。

届时，终端系统设计人员和工程师可以更加大胆地推动技术边界，在不必过度担心电池可靠性和安全性的情况下，追求尽可能高的系统性能。

对我来说，这种设计自由度，就是EIS能够带来的最大影响。

主持人：我非常认同你刚才关于“推动技术边界”的观点，因为这正是TI每天都在努力做的事情，也是公司各项工作的共同目标。

感谢你今天参加讨论，为我们介绍EIS、它的技术优势、相关创新以及未来的发展方向。

正如你所说，电池行业正在快速发展，而EIS无疑将改变我们理解和管理电池的方式。

感谢你的分享。

Wenjia：不客气，这是我的荣幸。