您的手機、筆記本電腦、還有您去年收到的可充電產品禮物,預計電池還能續航多久?相信大家都注意到也就兩三年的時間這些設備電池的性能就會顯著下降。當然這對于制造商而言卻是機會,所以5年內這些產品就會進行升級換代。
試想,一個電池設備要求提供長達10年的持續穩定的性能輸出,同時它的使用環境并非辦公桌、也非口袋里,而是在北方冬季寒冷和南方夏季炎熱的戶外,并且高昂的價格導致電池一旦失效,它的更換成本幾乎等于整個產品的殘值。這就是當下電動/混動車的電池。
經過一個多世紀的努力,電動汽車時代終于到來!是的,終于來了。您會看到,為電動/混動車提供動力的最新鋰離子技術正在為滿足客戶的期待一直走在發展的前沿。如果你想享受電動車的駕乘樂趣,你就必須在電池性能的最佳點上進行操作,管理熱需求并尊重其電化學性質(當然,只有魔鬼才能在所有細節上進行考慮和實現)、
比賽槍聲已響起。如今,汽車制造商努力在更多的車中普及電氣化,如純電池電動汽車、各種形式的混合動力汽車,或者至少是自動啟停配置選項。當汽車制造商集成技術時,重點便放在系統和子系統上。價值在哪里,成本是多少,是否可靠且安全?
作為一家提供全方位服務的汽車電子供應商,瑞薩已針對以上需求做出了對應。通過開發具有BMS功能的最新芯片,例如同步采樣電芯電壓,以簡化和提高控制算法的效率;通過集成電池充電均衡開關,降低解決方案成本;通過電芯傳感的拓撲設計提供對于“熱插拔”和EMC帶來的瞬態大電流的健壯的保護機制;并且提供對ASIL和功能安全分析的支持,等等。
現在回到那個魔鬼和細節難題。所有這些系統級工作的核心就是使系統更加可行。如何確保我們閃亮新電池能迎接其十歲生日?BMS實際上只能測量三個實時參數:電池電壓,電池溫度和流經所有串聯電芯的電流。最終,與電池控制有關的所有其他事項都將根據這些數值進行計算。在這三個指標中,電池電壓最重要。
為什么是電池電壓?因為電池電壓提供了電池電化學狀態的最清晰指示。誠然,溫度很重要,但是溫度通常用于調整電芯電壓的解讀方式。測量電流和庫侖計數是很有幫助的,但需要和電芯電壓組合計算或者受限于電芯電壓。換句話說,如果將電流和溫度比喻成觸覺和聲音,那么電池電壓就是視覺。
如何獲得高精度 – 測量到的電壓如何確切的代表電芯電極的電壓值(初始精度)。將BMS IC焊接到PCB上時,所產生的應力會影響其精度(焊接后的精度)。在整個行駛周期中如何管理電池呢?由于電芯電壓用于確定電池容量,因此BMS IC精度隨溫度或施加電壓變化而發生的任何變化都將導致充電狀態(SoC)或“電池容量”功能不準確。因此,瑞薩一直專注于設計BMS IC,例如ISL78714,該產品以最小的焊接后影響,低溫漂移和對施加電壓的低靈敏度在業界居于領先地位。
我們不能忘記,我們汽車的電池要使用十年或更長時間。如果我們希望能夠跟蹤電池在其整個生命周期(健康狀況或SoH)中的狀況,BMS IC必須在同一時期內具有非常穩定的精度。由于BMS無法區分是由于BMS IC精度變化而導致的電池電壓變化還是電芯電壓的實際變化,瑞薩專為汽車電池管理系統進行了BMS IC的壽命精度進行建模和改善,并處于業界領先地位。
電動汽車的時代已經到來。量產的系統和更高的產量推動了對功能更豐富的BMS IC解決方案的需求。瑞薩對此做出了回應,但敏銳地意識到,如果沒有足夠的電壓精度,就無法實現更高的集成度。
審核編輯:郭婷
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