混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē):驅(qū)動(dòng)IC挑戰(zhàn)高性能

　　電池及其管理是焦點(diǎn)

　　純電動(dòng)汽車(chē)/混合動(dòng)力汽車(chē)還有另外一個(gè)屏障需要跨越，即電池的續(xù)航能力。所以電池技術(shù)需要在容量、壽命和生產(chǎn)成本及重量方面取得重要突破。

　　愛(ài)特梅爾公司 (Atmel) 汽車(chē)電子亞太區(qū)營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)吳彥翔告訴筆者，汽車(chē)業(yè)正在重點(diǎn)研究如何增加完全混合動(dòng)力和插入式混合動(dòng)力汽車(chē)的電池容量，從而能夠以較少的電能，行駛最長(zhǎng)的距離。鋰離子電池具有先進(jìn)的性能，因而成為現(xiàn)代高性能電池之首選?！　?/p>

               

　　鋰離子電池存儲(chǔ)的電量較傳統(tǒng)的鎳氫(NiMH)電池多出很多，而體積和重量則比后者分別減小30%和50%。不過(guò)，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(chǔ)器效應(yīng)方面都具有突出的優(yōu)勢(shì)，但是它們?cè)谶^(guò)充狀態(tài)或深度放電過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。因此，在鋰離子電池的使用中，保護(hù)和安全功能是極為重要的。

　　汽車(chē)電動(dòng)化的主要困難在于能源和實(shí)施方法，據(jù)悉，目前僅有一些OEM制造商在混合動(dòng)力系統(tǒng)方面取得了成功。從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)這類(lèi)復(fù)雜的系統(tǒng)需要花費(fèi)大量的時(shí)間和努力。這也是主要的OEM廠商開(kāi)始在汽車(chē)電子項(xiàng)目方面進(jìn)行合作的原因。在汽車(chē)電子的開(kāi)發(fā)中，電池組的安全性也是一個(gè)主要的關(guān)注問(wèn)題?，F(xiàn)今汽車(chē)使用兩項(xiàng)主要的電池技術(shù)，兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　電池檢測(cè)的三要素

　　由上可見(jiàn)，電池檢測(cè)是模擬IC公司的主攻方向。ADI公司汽車(chē)電子戰(zhàn)略市場(chǎng)部應(yīng)用經(jīng)理沈飛指出，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)及控制電池組、電機(jī)和變換器。惡劣的電磁干擾和溫度環(huán)境，以及對(duì)極低缺陷率和產(chǎn)品長(zhǎng)效使用的期望，要求這種系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和全面測(cè)試，以便管理數(shù)百伏的電池組，并達(dá)到毫伏級(jí)的檢測(cè)與校正精度。千伏級(jí)隔離和數(shù)百安培至數(shù)毫安的電流，要求加強(qiáng)通信與保護(hù)，提高系統(tǒng)在汽車(chē)使用壽命內(nèi)的質(zhì)量和精度。

　　隨著業(yè)界對(duì)電池電量計(jì)算的精度要求不斷提高，越來(lái)越優(yōu)異的電池工藝技術(shù)的出現(xiàn)，使電池充放電曲線(xiàn)更加平坦，所以電池管理芯片需要擁有更高的測(cè)量精度。另外，由于鋰電池的失效特性，電池管理系統(tǒng)的可靠性和安全性至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)廠商開(kāi)始關(guān)注系統(tǒng)級(jí)的安全性設(shè)計(jì)，以及ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的引入。在電池管理芯片領(lǐng)域，主流半導(dǎo)體廠商均在芯片中集成了越來(lái)越完備的故障報(bào)錯(cuò)機(jī)制、數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制、以及冗余監(jiān)控機(jī)制，以幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)更高等級(jí)的系統(tǒng)級(jí)安全。最后，很多廠商開(kāi)始關(guān)注效率更高的主動(dòng)式電池均衡，以降低電池管理模塊的發(fā)熱，節(jié)省電量消耗。這些問(wèn)題的解決，意味著消費(fèi)者所擔(dān)心的電池系統(tǒng)安全性、電池的使用壽命以及成本等一系列問(wèn)題隨之迎刃而解，將加快新能源汽車(chē)的普及速度。

　　BMS IC嚴(yán)酷條件下的高性能

　　凌力爾特公司產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Brian Black認(rèn)為，電池管理系統(tǒng) (BMS) 所依賴(lài)的是電池監(jiān)視器IC執(zhí)行以下任務(wù)的性能：監(jiān)視電池組中每節(jié)電池的健康狀況、控制每節(jié)電池的充電狀態(tài)、以及確保系統(tǒng)處于安全和可靠的狀態(tài)。

　　BMS IC可準(zhǔn)確地測(cè)量電池組中每節(jié)電池的電壓，并擁有使這些測(cè)量與電流和溫度測(cè)量相關(guān)聯(lián)的能力。這些測(cè)量的準(zhǔn)確度決定了電池的總可用容量。如果使用的 BMS IC準(zhǔn)確度欠佳，那么設(shè)計(jì)師就必須為測(cè)量留出更多的保護(hù)區(qū)間以應(yīng)對(duì)最壞情況誤差。這意味著電池的可用容量比采用高準(zhǔn)確度BMS IC時(shí)要低，因而限制了汽車(chē)的行駛距離。必須在嚴(yán)酷條件下保持高準(zhǔn)確度，此類(lèi)條件包括寬溫度變化范圍、高共模電壓、源自逆變器的高EMI(電磁干擾)噪聲水平，以及長(zhǎng)久的工作壽命。BMS IC必須提供盡可能高的測(cè)量準(zhǔn)確度。另外，它還必須提供穩(wěn)健的通信以避免測(cè)量數(shù)據(jù)受損。

　　電池管理IC還起著平衡電池電量的重要作用，以最大限度地提高電池的可靠性和能量容量。此外，BMS IC 還必須有助提升于汽車(chē)的安全性和可靠性。

　　部分企業(yè)方案

　　凌力爾特
　　是量產(chǎn)型集成高精度BMS IC的市場(chǎng)領(lǐng)先供應(yīng)商。采用其針對(duì)BMS應(yīng)用IC的汽車(chē)在世界各地行駛已有多年。2012 年 10 月底，將宣布一款面向BMS應(yīng)用的重要新產(chǎn)品，性能有了大幅度改進(jìn)。