TI推出主动均衡方案TIDA00817 简化电动车电源管理设计

2016-08-03 14:17:58来源: EEWORLD
    “德州仪器汽车电子主要瞄准三方面进行投资,安全、绿色以及更有趣。”TI模拟产品业务拓展经理姚志成表示。

关于汽车市场的策略

    姚志成介绍道,TI的汽车电子发展历程可以追溯到20世纪80年代初,当时TI为福特和通用开发了业界首款车用的ADC,90年代初就开始布局车用MCU。2005年,TI正式进入车用MSA市场,2010年车用电子收入突破10亿美元大关。目前,TI车用市场有50余条产品线,2013年获得了Continental和GM供应商奖,可以说在车用市场中占据着重要地位。

    而TI针对车用市场的销售策略也给与了重视,目前70%的汽车重点客户都由TI单独的销售负责,“这样的好处是客户能第一时间拿到TI的产品,无论从客户角度还是市场需求来考虑都是非常合适的。”姚志成说。

    姚志成介绍,TI将汽车产品分为五大部分,分别为高级辅助驾驶系统、信息娱乐和仪表总成、混合动力/纯电动汽车和传动总成、车身电子与照明以及被动安全系统等。

电池管理是新能源动力系统重中之重

    众所周知,电池管理技术是新能源汽车与传统汽车最大的区别之处,车用电池管理技术非常难,这不光关系到车子的续航里程,还关乎安全驾驶等多方面。

    电源管理是件非常复杂的事情,每个电池都需要监控温度、电压、电流、充放电的过程,这些信息也要传送给主机,因此还需要通信模块,这就是BMS系统。目前芯片厂商最关注的同时也是整个BMS系统最核心的就是监控单元,当然这也是消费者所关注的,只不过消费者关注的点更浅显,“消费者关注车怎么样跑得远,怎么样充电快,怎么样才能更安全。”姚志成表示。

    “每辆车都有数百节电池,每个电池有很大的差异性,世界上没有两片一样的树叶,电池也是一样,没有一模一样的电池,这会给电源管理带来一系列挑战。”姚志成说道。“由于电池有差异性,当第一节电池充满后,系统就会停止充电,这样其他电池没有充满,而放电时刻未充满的电池会率先放电完毕。等到第二个充电循环时由于“好电池”里面还有电,这样会充得更快,长此以往点亮差距会越来越大,造成电池利用率下降,这样续航时间会越来越少,所以必须要有电池均衡。”

主动均衡与被动均衡

    目前市场上有两种均衡方式,一种是被动均衡另外一种是主动,被动均衡的意思是让还有能量的电池放电,达到一致的电量结果,而主动均衡则是让电量多的给电量少的电池进行充电,显而易见被动均衡虽然有损耗,但设计相对简单,主动均衡的效率高、无需额外散热但设计复杂。

    姚志成介绍到,为了简化主动均衡设计的复杂度,TI在今年7月特别推出了TIDA-00817主动均衡方案,这是全球首款能做16节电池均衡的主动均衡方案,其特点包括:在单一情况下,转换电流高达5A,相比传统的3A方案,充放电速度可以更快;第二则是支持16节电池,相比6节或12节方案,客户可以采购更少的监控模块;第三点是TI的方案里面的核心芯片都符合ISO26262标准,客户届时可以更快速地通过认证。

    “上海已经有电动大巴采用了TI的主动均衡方案,理论上该公交的续航里程为150公里,实际运营里程为83公里,后来从被动平衡方案更换为我们的主动均衡方案,实际运营里程达到了105公里,增加了25%。”姚志成举例道。

    主动均衡的另外一个优势是增加电池组的寿命,随着充放电次数的增加,差异化越来越明显,整个电池寿命短板就取决于质量最不好的组件,而用均衡方案可以使电池组的寿命延长。

    姚志成谈到,目前其他芯片厂商主动均衡的方案还无法做到支持16节电池,另外则是没有采用MOS管而是使用的变压器,这样成本、工艺可靠性以及设计难度来说,都远不如MOS管。
   

    如图所示的TIDA-00817解决方案,TI提供的芯片除了监控主芯片bq76PL455A-Q1之外,还包括DC-DC的控制器、通信、协调器、开关功率调试等等,基本上TI产品涵盖了整个方案中的最主要器件。

    “我们已经看到少数小车车厂以及绝大多数大巴车厂在采用主动均衡技术,尽管大巴趋势更快,小车还需要一两年时间来普及,但未来主动均衡技术势必会成为最主流的 均衡技术。”姚志成说道,“以前的被动均衡技术几乎都是由客户有需求才找到我们做方案,而这次由于主动均衡技术比较新,所以我们要主导技术的推进,提供了 这么一套方案,也是跑在客户前面,让客户可以更便捷地切入到市场中。”

关键字:德州仪器  主动均衡

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/article_2016080315903.html
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