恩智浦云连接BMS赋能安全数字孪生，助力实现欧盟电池护照合规

《欧盟电池护照》制度将于2027开始实施，推动电池使用的安全性与可持续性。为此，恩智浦与TNO联合推出了SecureBMS解决方案。该方案融合先进的硬件、安全的数据共享机制与云集成技术，有效支持下一代能源系统的可追溯性、安全性和合规性需求。

根据欧盟委员会授权，该法规将于2027年2月正式施行，适用于以下电池类别：

• 用于轻型交通工具(如自行车、滑板车)的电池
• 容量超过2kWh的工业用电池
• 电动汽车(EV)所用的电池

该法规的核心之一是电池管理系统(BMS)，负责提供电池的各项记录参数的当前值。BMS中新增了“安全芯片”，是具备防篡改特性的硬件，专用于安全地存储敏感数据并执行加密操作，能够收集并追踪诸如充电周期、健康状态和温度历史等详细的性能数据。但《电池护照》还引入了一项全新的合规要求：安全数据共享。这意味着现有BMS解决方案若未集成适当的安全机制，将无法满足该法规的合规标准。

提升BMS安全，实现《电池护照》合规

当前，两项主要安全风险是未经授权的数据篡改以及更换未经认证的电池。应对这两种风险，必须采用严密的身份认证和验证流程。

因此，恩智浦半导体联合TNO 推出了电池护照演示，具备安全数据传输能力和有效的用户访问权限管理。该项目基于BMS硬件参考设计，专为电池储能系统(BESS)而开发。TNO基于该硬件、foxBMS开源软件以及从BESS中回收的模块，构建了一个测试平台系统，可将电池模块的实时数据传送至云端数据库。项目团队正在测试软件，有效防止BMS与云端之间的安全通信通道中数据被篡改。与此同时，模块认证则通过硬件集成安全功能来完成。

恩智浦BESS-BMS的架构和特性

恩智浦BESS-BMS是SecureBMS系统方法的基础，由以下三个关键组件组成：

• 电池管理单元(BMU)
• 电芯管理单元(CMU)
• 电池接线盒(BJB)

系统中的BMU集成了恩智浦S32K358微控制器，搭载3个基于Arm® Cortex®-M7的内核，其中两个以锁步内核模式运行。这种设计使得BMS软件无需在两个不同内核上比较两个单独的线程，可在单个内核上实现符合ASIL D功能安全标准的运行。

恩智浦NCJ37-BMS安全芯片与同一BMU PCB上的微控制器相辅相成，它通过I2C连接与MCU对接。NCJ37-BMS安全芯片已获得汽车行业标准AEC-Q100以及Common Criteria EAL6+认证，被广泛应用于高安全场景，如支付卡和旅行护照等。它搭载了专用的SecureBMS JavaCard小程序，能够通过身份验证功能安全地存储和管理与电池护照相关的专属数据格式。此外，即使BMS系统断电或与12V电源断开连接，该安全芯片仍可通过无源、依赖外部磁场供电的NFC接口与外部设备进行通信。这一设计使用户可依据数字产品护照标准，使用支持NFC的智能手机或其他终端设备安全地读取电池信息。

该先进架构突出展示了BMU在功能安全与信息安全方面的卓越性能，尤其适用于要求严苛的应用场景。

BMS软件具备电芯电压与电流测量能力，并全面符合功能安全要求，以补充硬件。它包含与安全芯片进行通信的接口软件，可将由充电状态或健康状态算法处理的数据存储于内存中。此外，该软件包还配有安全芯片通信主机库以及用于加密发送至云端的数据密码库。这种简化的软件增强了数据完整性、安全性和与外部系统的集成。

在更大的多电池系统中，安全芯片还可以保障云端点的安全。在每个电池中嵌入安全芯片，即便在物流运输、维护检修、再制造或回收等环节，也能独立存储符合法规要求的电池护照本地副本。云连接功能基于恩智浦GoldBox参考设计构建的网关实现，该网关可直接接入Amazon Web Services (AWS)或其他云平台。

安全创新驱动智能能源管理升级

向具备安全性与云连接能力的BMS解决方案演进，标志着电池可持续性迈出了关键一步。通过有效应对安全挑战与全生命周期追踪需求，恩智浦BESS-BMS等系统全面支持《欧盟电池护照》的核心目标——确保电池不仅性能出众，而且信息透明、来源可靠、使用负责任。借助先进的技术以及强大的合作网络，恩智浦正积极推动更智能、更安全、更可持续的能源未来。

作者

Marc Manninger

恩智浦半导体产品市场经理

Marc Manninger是恩智浦产品市场经理，在半导体行业拥有10年的丰富经验。他毕业于格拉茨技术大学和圣保罗大学，获得软件工程及工商管理硕士学位。在他的职业生涯中，他致力于智能汽车门禁系统的各种软件项目和产品。他作为产品市场经理，负责恩智浦的汽车UWB、NFC和安全芯片。

Wenzel Prochazka

恩智浦半导体电气化资深产品经理兼ASEM架构负责人

Wenzel在电动汽车(EV)电池及动力系统领域拥有逾15年的开发经验，于2023年加入恩智浦，负责领导电气化系统产品的研发。他凭借创新的处理与模拟系统解决方案，不断推进汽车系统的演进，并积极加强与客户之间的技术联结与合作。

他坚信，可持续发展、成本可控以及沟通透明，是推动电动化进程的三大核心要素——使迈向电动未来的旅程更加协同高效、价值共创，真正惠及所有参与者。