混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē):驅動(dòng)IC挑戰高性能

　　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)電子亞太區營(yíng)銷(xiāo)總監吳彥翔告訴筆者，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(cháng)的距離。鋰離子電池具有先進(jìn)的性能，因而成為現代高性能電池之首選?！　?/p>

               

　　鋰離子電池存儲的電量較傳統的鎳氫(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器效應方面都具有突出的優(yōu)勢，但是它們在過(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。

　　汽車(chē)電動(dòng)化的主要困難在于能源和實(shí)施方法，據悉，目前僅有一些OEM制造商在混合動(dòng)力系統方面取得了成功。從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)這類(lèi)復雜的系統需要花費大量的時(shí)間和努力。這也是主要的OEM廠(chǎng)商開(kāi)始在汽車(chē)電子項目方面進(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今汽車(chē)使用兩項主要的電池技術(shù)，兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　電池檢測的三要素

　　由上可見(jiàn)，電池檢測是模擬IC公司的主攻方向。ADI公司汽車(chē)電子戰略市場(chǎng)部應用經(jīng)理沈飛指出，現代電動(dòng)汽車(chē)系統需要監測及控制電池組、電機和變換器。惡劣的電磁干擾和溫度環(huán)境，以及對極低缺陷率和產(chǎn)品長(cháng)效使用的期望，要求這種系統必須經(jīng)過(guò)精心設計和全面測試，以便管理數百伏的電池組，并達到毫伏級的檢測與校正精度。千伏級隔離和數百安培至數毫安的電流，要求加強通信與保護，提高系統在汽車(chē)使用壽命內的質(zhì)量和精度。

　　隨著(zhù)業(yè)界對電池電量計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，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量精度。另外，由于鋰電池的失效特性，電池管理系統的可靠性和安全性至關(guān)重要。國內廠(chǎng)商開(kāi)始關(guān)注系統級的安全性設計，以及ISO26262標準的引入。在電池管理芯片領(lǐng)域，主流半導體廠(chǎng)商均在芯片中集成了越來(lái)越完備的故障報錯機制、數據校驗機制、以及冗余監控機制，以幫助客戶(hù)實(shí)現更高等級的系統級安全。最后，很多廠(chǎng)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，節省電量消耗。這些問(wèn)題的解決，意味著(zhù)消費者所擔心的電池系統安全性、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認為，電池管理系統 (BMS) 所依賴(lài)的是電池監視器IC執行以下任務(wù)的性能：監視電池組中每節電池的健康狀況、控制每節電池的充電狀態(tài)、以及確保系統處于安全和可靠的狀態(tài)。

　　BMS IC可準確地測量電池組中每節電池的電壓，并擁有使這些測量與電流和溫度測量相關(guān)聯(lián)的能力。這些測量的準確度決定了電池的總可用容量。如果使用的 BMS IC準確度欠佳，那么設計師就必須為測量留出更多的保護區間以應對最壞情況誤差。這意味著(zhù)電池的可用容量比采用高準確度BMS IC時(shí)要低，因而限制了汽車(chē)的行駛距離。必須在嚴酷條件下保持高準確度，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(cháng)久的工作壽命。BMS IC必須提供盡可能高的測量準確度。另外，它還必須提供穩健的通信以避免測量數據受損。

　　電池管理IC還起著(zhù)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)先供應商。采用其針對BMS應用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應用的重要新產(chǎn)品，性能有了大幅度改進(jìn)。