TI主動均衡解決方案加速汽車發展
在日前舉辦的TI汽車應用中的電池管理媒體研討會上,德州儀器模擬產品業務拓展經理姚志成向媒體介紹了剛剛推出的一款16單元EV電池管理主動均衡解決方案(TIDA-00817)。他首先分析了中國汽車市場現狀,并介紹了TI汽車策略和重點,較后詳細介紹了TI電池均衡新方案。
中國正成為全球較大汽車市場
姚志成認為,2016年中國汽車半導體市場總值將達到60億美元,新能源汽車出貨量預計將達到60萬輛。2010年起中國汽車進入非常快速的發展階段,在汽車消費領域起領頭的作用。中國汽車半導體市場總值大概60億美金,這是非常大的蛋糕。國內的車企有主導能力的新能源汽車在2016年有大的發展,產量大概會有60萬輛。2015年工信部給出的數字顯示:消費33萬輛,生產36萬輛,這是非常大的新能源汽車的生產量。
TI解決方案助力汽車大趨勢
姚志成表示,技術創新讓汽車更安全、更綠色、更有趣。人們可以從車禍中幸存到避免車禍;提高燃料效率,降低排放;減少枯燥的駕駛環境,保持連接豐富信息。TI圍繞這三大趨勢開發自己的產品和方案。終端產品就是圍繞著安全、綠色以及更加有趣這三個大的出發點來布局的。
TI專注于投資5個汽車市場領域,包括高級駕駛輔助系統(ADAS)、信息娛樂系統與儀表總成模塊、混合動力汽車/純電動汽車與傳動系統、車身電子與照明和被動安全系統。這次的16單元EV電池管理主動均衡解決方案就屬于混合動力汽車/純電動汽車與傳動系統。
電池管理系統(BMS)應對挑戰
EV電池管理系統規模使用電池時遇到了一些挑戰,在進行針對純電動或混動車輛應用的設計時,駕駛員希望獲得如下體驗:一是充電更快,駕駛員期望電池組能夠更快地實現均衡,達到更快速地充滿所有電池組;二是更長里程,駕駛員期望電池充滿后汽車可以行駛更長的里程,通過使用精確的主動均衡,可以實現充分利用電池的電量,從而實現讓汽車跑得更遠;三是更加安全,內置自檢有助于驗證內部功能,其中包括集成的電壓比較器,它可以將電池電壓保持在正確范圍內,防止意外發生。
姚志成強調,TIDA-00817 16節EV/HEV主動均衡解決方案是首款能為適用于16節串聯鋰離子電池組的主動均衡解決方案。它基于bq76PL455A-Q1可堆疊式監視器和保護器,用于大容量鋰離子電池,可準確地監視16節鋰離子電池的高度;集成了保護器;具有高度系統可靠性,1-Mb/s可堆疊隔離式差分UART,支持導線開路檢測;2
– 5A 主動均衡,可以完全隔離傳輸至外部12V電源/電池。其應用主要包括:純電動及混合動力汽車(EV、HEV、PHEV、輕混合動力、啟/停系統)、48
V系統、儲能系統(ESS)、不間斷電源等。其優點在于,幫助系統提供精確的電池電荷狀態和電池壽命狀態,可較多堆疊16個EM1402
EVM 模塊,可為電荷和容量不匹配現象提供補償。
姚志成解釋說,主動均衡解決方案通過從電池中獲得更多電量,增加電動和混合動力車輛的行駛里程,包括從電池中提取盡可能多的電能;采用主動電池均衡,以增加每節電池的使用壽命;提供開環檢測及保護功能;1Mb/s可堆疊隔離式差分串口UART。可一次測量/均衡16個堆疊電池/堆棧,包括監視由多達256節電池串聯而成的大容量電池;精確的測量能夠準確地協助車載主處理器;計算電池組的電荷狀態和健康狀態;均衡電流高達5A。
TI主動均衡方案的解決了16節電池的不均衡問題。因為車上有很多電池,一般家用乘用型車大概有96節電池(現在的通用設計),可以用6串、12串、16串的電池組。用16串的電池組大概6個模塊就可以做到,用12串要8個模塊。通常這個模塊要600美金;用12個模塊就是8個模塊,800美金。這樣使用的模塊就少了,用戶的成本也省了,這也是TI考慮的一個出發點。
姚志成較后總結了TIDA-00817主動均衡方案的特點:它有助于增加電池組可用容量,增加電池組循環壽命,更短的電池組充電時間,均衡過程更少的熱量產生,簡化電池與電池匹配的要求。
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