隨著電動(dòng)汽車（EV）大規(guī)模普及，動(dòng)力電池作為高價(jià)值、長(zhǎng)壽命的核心部件，其安全性、可追溯性與生命周期管理已成為整車廠（OEM）必須應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。ADI公司提出了一套基于安全認(rèn)證器的系統(tǒng)級(jí)解決方案，通過(guò)加密認(rèn)證與安全存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電池真?zhèn)巫R(shí)別、防篡改追溯及不可逆退役處理，保障用戶安全與品牌價(jià)值。

電池認(rèn)證的必要性

當(dāng)前，電動(dòng)汽車電池面臨三大風(fēng)險(xiǎn)：

安全隱患：非OEM電池可能因設(shè)計(jì)或制造缺陷引發(fā)熱失控；

供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)：電池盜竊與黑市流通可能導(dǎo)致非合規(guī)產(chǎn)品流入市場(chǎng)；

品牌與收入損失：未經(jīng)授權(quán)的替換電池削弱OEM對(duì)售后市場(chǎng)的控制。

數(shù)字認(rèn)證技術(shù)通過(guò)在每個(gè)電池模組中集成安全I(xiàn)C（如ADI的DS28C40、DS28E40），實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)身份驗(yàn)證，確保僅使用授權(quán)電池。

質(zhì)詢-響應(yīng)認(rèn)證機(jī)制

強(qiáng)身份驗(yàn)證需采用加密算法，避免簡(jiǎn)單序列號(hào)或明文存儲(chǔ)等易被破解的方式。ADI推薦兩種經(jīng)過(guò)NIST認(rèn)證的質(zhì)詢-響應(yīng)方案：

基于SHA-256的對(duì)稱認(rèn)證

優(yōu)勢(shì)：計(jì)算速度快（約5ms/次），適合高頻認(rèn)證場(chǎng)景。

實(shí)現(xiàn)：BMS與電池模組共享密鑰，通過(guò)HMAC-SHA256生成響應(yīng)。

挑戰(zhàn)：密鑰分發(fā)與保護(hù)需依賴安全供應(yīng)鏈。ADI可代管主密鑰，降低OEM安全設(shè)施投入。

基于ECDSA的非對(duì)稱認(rèn)證

優(yōu)勢(shì)：無(wú)需共享密鑰，每個(gè)模組擁有唯一密鑰對(duì)，私鑰永不外泄。

實(shí)現(xiàn)：模組使用私鑰簽名，BMS用公鑰驗(yàn)證。支持X.509證書體系，便于PKI集成。

缺點(diǎn)：認(rèn)證耗時(shí)較長(zhǎng)，不適合頻繁驗(yàn)證。

混合方案：ECDH + HMAC-SHA256

為兼顧安全性與性能，ADI提出混合方案：

安裝階段：使用ECDH算法在BMS與電池模組間協(xié)商生成共享密鑰，通過(guò)ECDSA相互認(rèn)證身份。

運(yùn)行階段：使用該共享密鑰執(zhí)行HMAC-SHA256認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)快速、安全的周期性驗(yàn)證。

此方案僅在首次配對(duì)時(shí)進(jìn)行耗時(shí)的非對(duì)稱運(yùn)算，后續(xù)認(rèn)證保持高性能，適用于菊花鏈連接的BMS拓?fù)洹?/p>

與有線BMS系統(tǒng)的集成

在ADI的有線BMS架構(gòu)中，電池管理控制器（BMC）通過(guò)ISO-SPI與電池模組通信。該隔離接口支持I2C隧道，可直接連接DS28C40等認(rèn)證器，實(shí)現(xiàn)BMC對(duì)每個(gè)模組的獨(dú)立認(rèn)證，無(wú)需額外通信線路。

安全退役與二次利用

退役電池用于儲(chǔ)能系統(tǒng)是提升可持續(xù)性的關(guān)鍵。為防止退役電池重新流入車載市場(chǎng)，需實(shí)施不可逆的“報(bào)廢”標(biāo)記。

ADI方案利用DS28C40的6kb OTP存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)安全退役：

寫入“魔法值”時(shí)，附加HMAC-SHA256簽名，確保僅授權(quán)設(shè)備可寫入。

讀取時(shí)，IC自動(dòng)附加HMAC，驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性，防止中間人篡改。

一旦寫入，存儲(chǔ)器頁(yè)面可設(shè)為永久只讀，確保退役狀態(tài)不可逆。

可追溯性與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

安全I(xiàn)C的OTP存儲(chǔ)器可持久保存制造信息、服務(wù)記錄、健康狀態(tài)（SOH）等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)字簽名保證真實(shí)性，為電池全生命周期管理提供可信數(shù)據(jù)源。

總結(jié)

ADI的安全認(rèn)證器（DS28C40/DS28E40）為電動(dòng)汽車電池提供了從生產(chǎn)、使用到退役的全周期安全保障。通過(guò)靈活的對(duì)稱/非對(duì)稱認(rèn)證機(jī)制、與BMS的無(wú)縫集成以及不可逆的退役功能，該方案不僅提升了系統(tǒng)安全性，也為電池的二次利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。對(duì)于追求高可靠性與品牌保護(hù)的OEM而言，集成安全I(xiàn)C已成為構(gòu)建可信電池生態(tài)的必要選擇。

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