TI的动力电池主动均衡方案让电动汽车跑得更远
发布时间：2016-7-14 16:01
发布者：eechina
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电动汽车无疑是未来交通工具的发展方向。现实而言，目前电动汽车的续航里程实在太短，而充电时间又太长。电动汽车的续航里程是汽车制造商和用户的头号心病。即使是昂贵的特斯拉Model S，其理论续航里程也只有480公里，而这还是以牺牲车辆的有效载荷为代价取得的：其电池系统占整车重量的26%，远高于普通轿车的16%。 而且这个心病还不好治，因为二次电池的能量密度天生就比燃料低（燃料电池不属此列）。在目前应用最广的锂离子电池中，真正承载电荷的锂含量并不高；电解液和阴极阳极材料占据了绝大部分的电池重量。 相对于电子技术，电池技术的发展是缓慢的。电池的能量密度不太可能一夜之间实现突破。在这种情况下，如何高效地利用电池有限的电能成了电子行业的一大课题，比如研发更高效率的电机、更高效率的电源转换芯片，以及更好的电池管理系统（BMS）。 在电池管理系统中，电池均衡是一项重要技术。电池为何要均衡呢？因为每节电池不可能完全一样，其内阻和容量都有所差异。当然，有些厂商生产的成熟型号的电池一致性非常高，比如松下的NCR 18650 3100mah电池。特斯拉的每辆车使用7000块这种电池，不需要做均衡。虽然当时看来这是个最佳选择，但其成本高、系统复杂的缺点是显而易见的。 有了电池均衡技术，我们对电池的一致性要求就没有那么高了，每节电池也可以做得大一点，这样成本就降下来了。尤其对于国产电池，其一致性不容易达到松下电池的水平，但成本却低很多。所以电池均衡技术是很重要的。 电池均衡技术分为两种：被动均衡和主动均衡。被动均衡方式成本低，只是简单地将一组电池中电量更高电池中的电量放掉，与电量最低的那一节保持一致。显然，这种做法不仅浪费了电能，而且使得电池组的容量受损，放电过程中的发热也对电池组散热提出了挑战。 电池组主动均衡方案较为复杂，成本也更高，但它却能最大程度地利用每一节电池的电量，延长电池的使用寿命。与被动均衡方案相比，主动均衡可使电动汽车的续航里程增加一成以上。 最近，德州仪器公司（Texas Instruments）推出了TIDA-00817 16节EV/HEV主动均衡解决方案。据德州仪器模拟产品业务拓展经理姚志成介绍，该方案由bq76PL455A-Q1监控保护器、EMB1428Q门控制器和EMB1499Q PWM控制器组成，可同时均衡16个堆叠共256节电池，均衡电流高达5A，缩短了均衡时间。它特有高精度电池电压监视功能，能准确计算电荷状态和健康状态，从而帮助延长总体电池使用率。 
总的来说，TI的这款主动均衡方案可以增加电池组可用容量，延长电池组循环寿命，缩短电池组充电时间，在均衡过程产生更少的热量，简化电池与电池匹配的要求。姚志成说，主动均衡技术会首先被大型车采用，比如电动大巴，而后才会有小型乘用车采用。 从2010年开始，中国已经成为全球第一大汽车生产国和汽车销售国。尤其是新能源汽车，在政府的大力倡导和支持下，其发展势头极其迅猛。在初期的粗放发展之后，中国的新能源汽车必将走向精细发展之路，而电池主动均衡技术的吸引力也会逐渐显现。对于那些立足长远发展的厂商，尽早熟悉、研发主动均衡技术会为提升公司的长期竞争力有所帮助。 |
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