放眼全球,大家都在為實現雙碳目標而行動。這其中交通的碳排放是很重要的一部分,從而也推動了新能源汽車的大力發(fā)展。但是也有些人不愿意為新能源汽車而買單,原因之一是電池問題,以普通的純電車為例,續(xù)航里程約在300公里左右,如果跑長途不免會有所擔心。那么延長電動車電池續(xù)航里程,提升電池管理已是半導體廠商迫切需要解決的問題。TI德州儀器一直以來持續(xù)關注新能源汽車,不斷提供創(chuàng)新技術,近期該公司發(fā)布了其電芯監(jiān)測器和電池包監(jiān)測器兩款新產品,這些監(jiān)測器提供更高精度的測量功能,可更大程度地增加電動汽車行駛時間并實現更安全的運行。德州儀器電池管理系統(tǒng)事業(yè)部總經理王世斌,德州儀器中國區(qū)模擬集成電路現場應用技術經理周敏捷,在會上分享了兩款產品的信息。積極應對BMS面臨的挑戰(zhàn)BMS電池管理系統(tǒng),可謂是新能源汽車的“電池管家”,它能夠實時監(jiān)管電池狀態(tài)、管理車載動力電池、增強電池使用效率、防止電池出現過充過放以及提高電池的使用壽命。而現今BMS也面臨著技術上的挑戰(zhàn),如增加電動汽車續(xù)航里程、可靠性、性價比和安全性等等。“TI 致力于解決復雜的系統(tǒng)設計挑戰(zhàn)問題,通過在 BMS 方面不斷創(chuàng)新,我們使汽車制造商能夠克服一些阻礙電動汽車普及的關鍵障礙?!钡轮輧x器電池管理系統(tǒng)事業(yè)部總經理王世斌表示。比如在電池管理系統(tǒng)監(jiān)測方面,TI可以對400V和800V的電池系統(tǒng)進行監(jiān)測和均衡。并且精確監(jiān)測到電池中的電壓和電流參數,為客戶提供高精度的電池電化學的阻抗跟蹤分析,從而準確地獲得電池當前的健康狀態(tài)和荷電狀態(tài)。在安全標準方面,TI的產品均符合ASIL-D標準,為此可以幫助客戶設計出符合汽車要求ASIL-D標準的車規(guī)級產品。BMS 領域的新興趨勢下圖為典型的BMS架構,左框中是電芯監(jiān)測單元,在電芯監(jiān)測單元中包含眾多數量的電芯,分別有400V,800V不同系統(tǒng)電芯高達幾百個,如此需要能夠高精度監(jiān)測每一個電芯電壓的產品。右框是在電池包中被稱之為電池接線盒的架構。王經理分享,在傳統(tǒng)的電池接線盒中想要通過BMU單元對電池的高壓,包括電池盒內部的參數進行測量,就需要很多的線束。但TI的智能接線盒的方案,則可以把電池包的高精度電流監(jiān)測系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)以及通信模塊的功能都集成到專門用于智能電池盒的芯片產品中,免去了繁雜的線束。在接線盒和電芯監(jiān)測單元之間,傳統(tǒng)架構有會有許多連線傳輸電池采集的信息。TI的整套方案可以支持只有兩根線的菊花鏈通信,可以非常方便地把電芯里面的各種信息通過兩根線傳輸到電池管理單元。整個通信系統(tǒng)可以降低很多線束的數量。同時,TI還支持通過無線通信的方式來實現電池監(jiān)測的信息傳輸,有利于進一步降低線束數量,給予終端用戶更多選擇。
電芯監(jiān)測器 BQ79718-Q1 BQ79718-Q1是一款高精度的電壓測量監(jiān)測器產品,借助該款電芯監(jiān)測器,汽車制造商可以進行高性能的電池電壓測量(精度可達 1mV),適用不同的電池,包括主流的磷酸鐵鋰等化學成份電池,從而更大限度地延長電動汽車的真實續(xù)航里程。該產品通過汽車功能安全的要求,能夠精準的匯報有關安全的參數,進一步判斷出(鎳鈷錳鋰或磷酸鐵鋰)電池的健康狀況和剩余里程。
電池包監(jiān)測器 BQ79731-Q1王經理還介紹了另一款產品,可實現智能接線盒的BQ79731-Q1電池包監(jiān)測器。BQ79731-Q1主要用以檢測電流,精度可達 0.05%,兩款產品的搭配充分滿足了客戶對電壓、電流同步測量的需求。從而更準確的去評估電池包的荷電狀態(tài)并做到更精確的評估。
在會后采訪期間王經理也將兩個新品和上一代做了對比總結,首先在電池電芯監(jiān)測上將精度提升至了1毫安的數量級,可以對磷酸鐵鋰種類電池進行高精度的監(jiān)測。隨后他解釋磷酸鐵鋰的曲線相對平緩,對于精度要求更高。其次,在功能安全方面。此次新品完全支持ASIL-D的要求,如冗余設計,錯誤狀態(tài)報錯等功能都可滿足客戶在汽車功能安全方面相關的要求。另外,整個方案中電芯監(jiān)測產品與電池包監(jiān)測產品夠實現高精度同步,在設計中準確監(jiān)測數據,對電池狀態(tài)的評估也更加準確,對于汽車剩余里程的計算都有非常大的幫助。TI有著豐富的電源管理經驗,并且在如何減小電源管理系統(tǒng)的體積和提高性能方面持續(xù)研發(fā)。在電池管理支持方面,TI通過優(yōu)化拓撲結構,做到對不同電池架構、電池數量的相互兼容,這意味著客戶在設計具體系統(tǒng)時,在一些軟硬件方面可以實現更好的共用,亦可提升設計的效率。對電池應用來說,安全是重中之重。TI的產品通過提高電池測量精度,包括對溫度參數、精確電流參數測量精度的提高,優(yōu)化熱管理,以提升整個電池系統(tǒng)的安全性能。
-Kaiyun·開云