用電子組件提高電動型汽車的電池性能

摘要：混合動力電動型汽車電池中的電子組件是提高性能和安全性的關鍵。在集成電路設計領域的新技術使電池組設計師能進一步提高鋰離子電池的性能。更高的測量準確度、更堅固的數據鏈路和電池容量的主動電荷平衡都幫助實現了更低的成本、更長的行駛周期和更快的充電。本文介紹了凌力爾特公司在電池監測和電池管理等方面的應用方案。

關鍵詞：電動汽車；電池；電池監測；電池管理

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.1.007

典型的電池組方框圖（圖1）由幾組串聯連接的鋰離子電池組成，它們的測量和平衡由高壓模擬集成電路完成。這些模擬前端（AFE）IC執行艱難的測量每節電池電壓、電流和溫度的任務，并向控制電路傳遞數據。控制器運用電池數據計算電池組的電荷狀態和健康狀態。控制器可能命令前端IC給某些電池充電或放電，以在電池組內保持平衡的電荷狀態。

更高的準確度意味著更低的成本

模擬前端IC的測量準確度對系統成本有直接影響。需要準確的測量以實現有用的電荷狀態（SOC）計算。為了實現長壽命，電池組一般在20%至80%的SOC之間工作。如果在SOC計算中有5%的不確定性，那么電池組的尺寸就必須增大5%，這導致電池的成本顯著增大。給一個16kW-hr電池組增加5%的容量，需要約360歐元（460美元）。改進SOC計算以實現 1%的誤差意味著，每個電池組能節省約300歐元（385美元）。

電池電壓測量是SOC算法的關鍵要素。當測量3.3V LiFePO4（磷酸鐵鋰）電池時，IC電源和電池組開發人員都集中采用總測量誤差1mV的規格。……