欧盟新电池新规(EU)2023/1542
分析及对应解决方案
新唐科技模拟前端产品 – 内置EIS技术
众所周知，电池是可持续发展、绿色交通、清洁能源和碳中和的关键推动因素之一。电池市场规模巨大，据欧洲电池联盟（European Battery Alliance）估计，到2025年电池市场规模将达到2500亿欧元，这也使电池市场在全球范围内都日益具有战略意义。
鉴于电池的开发和制造对欧盟的重要战略意义，以及欧盟电池市场巨大的规模，欧盟议会于2023年7月10日通过了《欧盟电池与废电池法》（EU）2023/1542,也被称作“欧盟新电池法”（以下简称“新电池法”）。新电池法于2024年2月18日正式直接强制适用于所有欧盟成员国，该法案要求所有进入欧盟市场的电池包括在欧盟本土生产的电池都必须遵守该电池新规。该法规涵盖了五类电池：便携式电池（Portable Battery）、LMT电池（Light Means of Transportation）、EV电池(Electric Vehicle)、SLI电池(Starting, Lighting & Ignition)和工业电池(Industrial)，并自2024年7月1日开始，规定只有已建立碳足迹声明的可充电工业和电动汽车电池才能投放市场。
新电池法生效后，任何公司都必须迅速适应这些变化，避免因不合规而受到处罚，并错失进入欧盟市场的机会等，中国商务部官网也有相关内容明确提醒中国电池企业尽快做好合规工作。在包括中国电池企业在内的所有供应链参与者，若要在欧盟市场销售电池，都将受到更严格的产品碳足迹披露规范和尽职调查义务的管控，这将给中国电池企业在欧洲投资、生产、营销带来巨大的技术挑战。所有电池企业均需了解法规要求并及时关注各项二级法案和协调标准的进展动态，同时准备好对应技术路线的BMS方案并确保供应链合规。
新电池法管控涉及限量物质、碳足迹、回收料和废旧电池管理、性能和耐久性要求、安全要求、电池标签要求、电池管理系统对电池健康状况的监控、电池运营商的尽职调查以及电池护*等等，覆盖了电池的生产、再利用、回收的全生命周期，并逐年强制实施。
其中，于2027年实施的“电池护*”和“工业电池电化学耐久性参数满足最低阈值”的相关内容，将对BMS产品的设计和使用有重大影响。该部分内容规定，针对容量大于2 kWh的可充电工业电池和电动汽车电池应包括一个用于决定电池健康和预期寿命状态数据的电池管理系统的规定，数据结果必须满足新电池法附件VII中所列要求，并整合入“电池护*”。该条规定涉及具体数据细项包含：
- 剩余容量
- 整体容量衰减
- 剩余功率容量和功率衰减
- 剩余循环效率
- 实际散热需求
- 自放电率演变
- 欧姆电阻和/或电化学阻抗
- 电池的生产日期和投入使用的日期
- 能量
- 容量
上述细项中，不少内容的指标要求都将是构成今后电池市场技术壁垒的一部分，任何计划在电池市场生存或拓展生意的公司都需要完成对这些技术壁垒的跨越。
新唐科技作为业界领先的逻辑和模拟器件厂商之一，在电池管理AFE产品领域长期耕耘，多次技术迭代，具备支持客户实现新电池法合规的相关产品规划和对应的技术。
以其中的“欧姆阻抗和/或电化学阻抗EIS（Electrochemical Impedance Spectroscopy）”细项为例，新唐科技的第四代电池管理监控芯片（可测欧姆阻抗）和第五代电池管理监控芯片（内嵌EIS测量技术）都有相关机制予以应对。
众所周知，电池内阻值是电池健康度SOH精准估算的重要基础参数之一，一般电池电芯内阻越大，电池劣化度就越大。电池电芯的阻抗，理论上可以用欧姆定律计算出来。
然而，由于电池电芯的等效模型并不是纯电阻模型，因此需要极快的电压电流同步才可能实现精准估算。否则，最终阻抗估算值会出现较大偏差，如下图所示。
新唐科技第四代电池管理监控芯片KA84950UA和KA84930UA可以提供业界最快的10us同步时间，实现阻抗的精准估算。
考虑到电池电芯的二阶等效模型（如下图）, EIS电化学阻抗测量技术是另一种更精准的阻抗测量技术。
新唐科技已于2024年7月的上海慕尼黑电子展首次展出了内嵌EIS技术的AFE产品，即第五代AFE产品。该款产品可以实现单芯片多通道测量电芯电压（V）、温度（I）和阻抗（Z）的AFE产品，同时具备前几代新唐科技AFE产品的特性，如SOI高压绝缘工艺、完全冗余测量系统和满足ASIL-D功能安全要求等，并计划于2025年正式向市场推出。这将是业界第一款内嵌EIS技术的多通道AFE产品，切合新电池法实施的时间节点。
由于本文篇幅所限，无法一一详细列举分析新唐科技电池管理监控芯片支持BMS合规欧盟新电池法的细节。
新唐科技欢迎所有需要因应新电池的客户对新唐第四代和第五代电池管理监控芯片产品的进一步应用探讨或产品需要，也希望协助客户面对未来的市场挑战。
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