在汽車行業的發展方向上，電動汽車(EV)和油電混合動力汽車(HEV)正成為一個明顯的趨勢。從技術角度來說，目前更為可行的是混合動力。混合動力汽車是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源(由傳統的汽油機或者柴油機產生)與電動力源(電池與電動機)的汽車。這樣汽車的動力系統可以按照整車的實際運行狀況靈活調控，幫助發動機保持在綜合性能最佳的區域內工作，從而降低油耗與尾氣排放。

對于終端消費者來說，混合動力車型已經得到越來越多的認可。從最早進入大眾視線的豐田普銳斯開始，本田思域、福特翼虎、寶馬混合動力X6、凱雷德混合動力版、保時捷混合動力版卡宴、雷克薩斯RX450H等，以及一些國產混合動力車包括奇瑞A5、長安杰勛混合動力車、比亞迪F3DM等等，都逐漸進入了市場。但是，對于半導體廠商來說，還有兩大挑戰是需要長期研究的課題。

挑戰一：對鋰電池組安全的群體性擔憂

細數2009年幾大車展上的EV及HEV，其中一個明顯的趨勢就是采用了鋰離子電池來替代鎳氫電池，且業界普遍認為鋰離子會在2015年時占據市場主導地位。然而考慮到鋰離子電池自身的不穩定性，需要精心的設計和先進的監測方案來確保安全工作。例如電池過壓會引起電池溫度的迅速升高，引發燃料泄漏的過熱失控狀態。

縱使鋰離子電池在尺寸、重量、再充電速度、壽命周期和抵抗存儲器效應方面都具有突出的優勢，但是它們在過充狀態或深度放電過程中往往會發生過熱現象。因此，在鋰離子電池的使用中，保護和安全功能是極為重要的。Atmel高壓產品線高級行銷經理Claus Mochel指出。Atmel的鋰離子電池管理芯片組ATA6870/71集成了熱插拔功能、6個截止頻率低于30Hz的集成式模數轉換器和一個可堆疊的微控制器電源，省去了外部濾波器，較同類解決方案需要的外部組件更少。

凌力爾特公司信號調理產品產品市場經理Brian Black也持相同觀點，混合動力型汽車與使用汽油的傳統汽車的不同之處在于混合動力型汽車使用一個大型電池組。這個電池組必須仔細管理，以最大限度地延長車輛的可行駛距離、電池組壽命、以及當然還有系統可靠性和安全性。每個鋰離子電池組一般都由串聯連接的電池單元并聯組合而成，這樣產生的電池組將有數百伏電壓，放電電流可能超過200A。使用鋰離子電池增加了電池管理系統電路的復雜性和所需的精確度。

針對需要多種電池管理功能的應用，理想的解決方案是可執行電池測量、故障檢測、溫度測量和電池容量平衡的集成式電池監視器。LTC6802能測量多達12個單獨的電池，幾個LTC6802可以疊置，用來測試>1000V的系統。在電池管理系統中，LTC6802完成繁重的模擬功能，將數字電壓和溫度測量值傳送到主處理器，用于充電狀態計算。LTC6802的高準確度、卓越的噪聲抑制、高壓容限和廣泛的自診斷功能使其非常堅固和易用。其高集成度意味著，與分立組件數據采集設計相比，客戶可以節省大量成本。由于HEV通常需要數百節電池串聯供電，故障引起的后果是嚴重的：一節電池的故障可能會造成整個電池組的燃燒或爆炸。通常的保護電路大都采用多個3或4通道故障監測器，并且在監測器與模擬電路及無源器件(電阻、多路復用器等)之間采用昂貴的電流隔離器。美信的MAX11080具有12通道故障監測器，采用專有的電容隔離式菊鏈接口，大大減小了元件數量。這種獨特的架構允許連接多達31個器件至串接電池組，對多達372節電池進行監測。同時，基于電容的接口提供了成本極低的電池組間隔離，消除了級聯電氣故障。由于省去了昂貴的隔離元件，美信的方案比分立方案節省75%的空間，將典型的電池管理系統成本從250美元降低至50美元。此外，MAX11080具有業內最高的精度、極低的功耗、集成的安全和自診斷功能、以及多個可配置功能，有效解決了大容量電池組安全監控相關的問題。

相對于傳統汽車電源而言，混合動力汽車的電源功率更大，電壓更高。對于電源管理而言，需要管理的對象不是單個電源，而是由電池單元串連和并聯之后的大規模電池陣列，由于電池單體在生產的差異性導致給電源管理帶來很大的工作負擔，需要對每個電池單元的健康狀況進行監控和調整。英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業務部高級市場工程師曹洪宇補充道，另外在整個系統運行過程中也要很好的處理突發的功率需求和剎車能量回饋帶來的沖擊。安全+響應速率就決定了系統的成敗。

由于鋰離子電池對過度充電和深度放電非常敏感，在這些情況下它們都有可能燃燒或爆炸。Atmel公司的次級保護器件ATA6871提供了一種特殊的安全策略，監控電池單元的電壓和溫度，防止鋰離子電池發生熱失控或爆炸。一旦電池單元發生上述其中一項異常情況，便會通過緊急繼動裝置予以關斷。ATA6871帶有無需外部微控制器或軟件就能夠運行的內建自我測試程序，以及由硬件實現的監控閾值，能夠提供安全級別最高的鋰離子電池監控功能。即使初級器件被損壞，也可以確保正常的運作。

對鋰電池組安全的群體性擔憂，促使業界研發更為精密安全的電池檢測管理芯片，汽車半導體廠商不斷地推出新的電池管理和功率解決方案，力圖在確保安全的前提下延長電池的壽命，并降低成本、體積和重量。

挑戰二：掃除高壓電氣系統的障礙

HEV設計的另一個挑戰是高電壓。傳統轎車使用的是12V的電源系統，而輕度、全面及插電式HEV卻需要600V到1,200V之間的高電壓電子系統，這使設計更具挑戰性。

HEV最重要的革命性改變是動力系統的電氣化，它要求大動力的電動引擎，并且必須在比標準12V內燃引擎推動的汽車更高的電壓下運行。另外，HEV的電池和能源管理是基于12V和一個數百伏的高電壓電池的雙電網，以及對汽車領域來說屬于嶄新設計的DC/DC轉換器和功率管理方案。國際整流器公司(IR)汽車產品副總裁及總經理Henning M. Hauenstein博士指出：

HEV的汽車結構需要使用高電壓。因此，功率管理IC必須承受典型600V的電壓水平，在一些大馬力的HEV型號中更可能要承受高達1,200V的電壓。IR有為輕型混合動力汽車提供先進的電機驅動解決方案，而那些在10-15kW范圍的動力系統電機，通常會使用擁有600V能力的產品。至于全混合動力和插電式混合動力汽車，以及那些電機高達，甚至超出100kW的電動汽車，IR有高達1,200V的開關和驅動IC供應。