一直以來，汽車電池一直被視為汽車的即插即用部分，但是這種方法在電動汽車中不再有效。實際上，電池現在已成為差異化因素，並且是最重，最昂貴的元件。以前是相對簡單的元件，已被各種感測器代替，以測量複雜的靜態熱和老化效應以及動態熱和自愈效應。此外，電池現在必須包含在車輛的總體架構中，因為它們會增加許多挑戰，從而影響整個系統的執行。
每個人都認為電池是電動汽車最重要和最具挑戰性的組成部分，因為它決定了諸如續航里程，車輛的成本，安全性，給車輛充電的便利性等關鍵因素，電池續航里程有限，成本高昂，電池問題和充電基礎設施不完善是電池電動汽車的主要挑戰。電池提供能量，但是為了操作電動汽車中的其他所有東西，需要進行一些控制和控制。
這是系統級注意事項起作用的地方。壓縮機，泵，電動機，輔助電源模組和車載充電模組–需要許多型別的電力電子裝置。此外，隨著事物不斷開啟和關閉，範圍始終是一個問題。因此，正在製造更大的電池。它們是更高的功率，因此電力電子裝置需要對此進行處理。他們需要切換得更快，因為切換得越快，汽車浪費的功率就越少，而這一切都與效率有關。
自動駕駛汽車使事情變得更加複雜。確實需要更早地採用整個系統方法，並考慮系統內部的電池。這推動了對模擬的更大需求。自治功能非常耗電。汽車有很多攝像頭，很多影象處理程式以及車輛上消耗電能的許多其他元件。需要考慮到這一點，因為這是車輛的又一大消耗。
全方面考慮所有這些都需要在安全方面進行設定。測試必須模擬故障能力，以便能夠自動插入開路和短路，並以程式設計方式執行大量故障場景，需要能夠處理該故障，並制定適當的緩解策略來處理此類故障。想預測最壞的情況，然後從非救生模式切換電源，併為剎車和真正重要的事情提供動力。當今電動汽車的最大區別之一是充電速度。十年前，電池組每千瓦時的成本超過1,000美元，對於特斯拉Model 3中的電池，今天的成本約為每千瓦時150美元。電池的成本已大大降低。
除了價格下降之外，還需要一種方法來更快地為這些電池充電。這改變了電池的基本設計。細胞的發育必須使細胞能夠接受快速充電，而不會造成嚴重的衰老，而且不會發生任何不良事件。這與電池中的化學物質有關。不僅如此，電極的設計在電池組級別上也很重要。這些注意事項很重要，因為當快速充電時，會消耗150至200千瓦的電能，而當充電時，則會產生大量熱量。因此，公司正在研究如何在對同一組電池充電時進行冷卻。
綜合因素
設計電池和電池管理系統的挑戰在於，電池可接受的工作溫度範圍非常狹窄，並且可以在困難的條件下執行。因此，如果電池中的一個電池關閉並過熱，則可能會啟動連鎖反應。這就是人們喜歡使用常規標準電池的原因，因為製造商已經進行了大量測試和大量工作以確保不會爆炸。因此，在此電池組中，您需要做的是包括大量的溫度感測器，電壓感測器，電流感測器，這些感測器始終在感應所有東西。每個電池都有一個保險絲，而微控制器則控制著整個過程。而且它會過熱，因此必須在整個過程中泵送液體以保持其冷卻。要想獲得可靠性，安全性，堅固性和動力，很難設計電池組。這不僅僅涉及將電動汽車拉入空調車庫進行充電。與此同時，所有這些問題都涉及到整個車輛的結構。這些東西很少有人能在一張紙上畫出來。
每個階段都很重要，它們相互聯絡。這是設計和使用內燃發動機與電動汽車之間的最大區別。燃油發動機車輛技術已經非常成熟，很顯然，電池是電動汽車的基礎，它可能是最具挑戰性的元件之一，即使不是最具挑戰性的元件。那是看到廠家之間競爭的地方，因為現在電池在電動汽車中發揮了重要作用。平衡體重和力量很困難。增加更多的電池，從而增加更多的電量，但是每次增加重量時，都必須加以平衡。
電池的化學性質也引起了很多關注。會看到許多不同的化學方法，以及許多不同的佈局方法，等等，但有時常常被忽視的是，不僅是化學方法，還有很多挑戰。電力電子裝置實際上是使電池連線到牽引電動機或車輛其餘部分的電氣化的東西，因此這些電力電子裝置也至關重要。確實需要在那兒最大限度地提高效率。暖通空調系統是另一個需要改進的領域。因為必須冷卻電池，所以電池負擔高達40％，然後，隨著車廂的加熱和冷卻，一些電動汽車在北方氣候的冬季苦苦掙扎。當開啟加熱裝置時，這確實會消耗電池的電量。
所有這些加重了系統級的挑戰。它們還打開了汽車中從未使用過的各種新材料的大門，這些新材料正在電池周圍使用。傳統上，人們已經使用矽來製造電力電子產品，但是最近，他們已經開始使用寬頻隙半導體材料，這些材料具有出色的效能，使其更適合高壓，高功率電子產品，碳化矽和氮化鎵是新興產品。未來5或7年的複合年增長率約為30％，主要由混合動力電子產品和電動汽車電子產品驅動。這涵蓋了基礎設施的許多不同部分，包括電源單元，牆上的電源轉換器以及用於為電池充電的DC電源。還正在使用一些電源轉換電子裝置。另一個使用領域是控制電子裝置，用於驅動汽車中的伺服電動機。當然，還有其他與實際功率調節有關的問題，即以正確的方式，正確的時間在汽車的不同部分對電流進行計量。
到今天結束時，未來10年將是半導體和汽車生態系統中所有人的激動人心的旅程，以了解汽車行業如何變化以及哪些公司將成為贏家。無論是人力驅動的電動汽車，還是4級或5級電動汽車，從設計這些車輛的方式，到如何生產這些車輛以及如何利用這些車輛的經驗方面，這些不同領域之間的連通性的所有觀點都必須以互聯的方式成為討論的一部分，而不是獨立的存在的。