基于ADI亚德诺安全IC的电动汽车电池认证与退役方案

随着电动汽车（EV）大规模普及，动力电池作为高价值、长寿命的核心部件，其安全性、可追溯性与生命周期管理已成为整车厂（OEM）必须应对的关键挑战。ADI公司提出了一套基于安全认证器的系统级解决方案，通过加密认证与安全存储技术，实现电池真伪识别、防篡改追溯及不可逆退役处理，保障用户安全与品牌价值。

电池认证的必要性

当前，电动汽车电池面临三大风险：

安全隐患：非OEM电池可能因设计或制造缺陷引发热失控；

供应链风险：电池盗窃与黑市流通可能导致非合规产品流入市场；

品牌与收入损失：未经授权的替换电池削弱OEM对售后市场的控制。

数字认证技术通过在每个电池模组中集成安全IC（如ADI的DS28C40、DS28E40），实现硬件级身份验证，确保仅使用授权电池。

质询-响应认证机制

强身份验证需采用加密算法，避免简单序列号或明文存储等易被破解的方式。ADI推荐两种经过NIST认证的质询-响应方案：

基于SHA-256的对称认证

优势：计算速度快（约5ms/次），适合高频认证场景。

实现：BMS与电池模组共享密钥，通过HMAC-SHA256生成响应。

挑战：密钥分发与保护需依赖安全供应链。ADI可代管主密钥，降低OEM安全设施投入。

基于ECDSA的非对称认证

优势：无需共享密钥，每个模组拥有唯一密钥对，私钥永不外泄。

实现：模组使用私钥签名，BMS用公钥验证。支持X.509证书体系，便于PKI集成。

缺点：认证耗时较长，不适合频繁验证。

混合方案：ECDH + HMAC-SHA256

为兼顾安全性与性能，ADI提出混合方案：

安装阶段：使用ECDH算法在BMS与电池模组间协商生成共享密钥，通过ECDSA相互认证身份。

运行阶段：使用该共享密钥执行HMAC-SHA256认证，实现快速、安全的周期性验证。

此方案仅在首次配对时进行耗时的非对称运算，后续认证保持高性能，适用于菊花链连接的BMS拓扑。

与有线BMS系统的集成

在ADI的有线BMS架构中，电池管理控制器（BMC）通过ISO-SPI与电池模组通信。该隔离接口支持I2C隧道，可直接连接DS28C40等认证器，实现BMC对每个模组的独立认证，无需额外通信线路。

安全退役与二次利用

退役电池用于储能系统是提升可持续性的关键。为防止退役电池重新流入车载市场，需实施不可逆的“报废”标记。

ADI方案利用DS28C40的6kb OTP存储器实现安全退役：

写入“魔法值”时，附加HMAC-SHA256签名，确保仅授权设备可写入。

读取时，IC自动附加HMAC，验证数据完整性，防止中间人篡改。

一旦写入，存储器页面可设为永久只读，确保退役状态不可逆。

可追溯性与数据存储

安全IC的OTP存储器可持久保存制造信息、服务记录、健康状态（SOH）等关键数据，并通过数字签名保证真实性，为电池全生命周期管理提供可信数据源。

总结

ADI的安全认证器（DS28C40/DS28E40）为电动汽车电池提供了从生产、使用到退役的全周期安全保障。通过灵活的对称/非对称认证机制、与BMS的无缝集成以及不可逆的退役功能，该方案不仅提升了系统安全性，也为电池的二次利用和循环经济奠定了技术基础。对于追求高可靠性与品牌保护的OEM而言，集成安全IC已成为构建可信电池生态的必要选择。

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