| 如今，在汽車內(nèi)裝置更多的電子產(chǎn)品已是不可避免的趨勢。考慮到安全性、可操控性和駕駛體驗，電子盒 (被稱為 ECU、BCU、VCU …等等) 所承擔(dān)的任務(wù)對于汽車運行而言變得越來越重要。倘若此類電子盒操作失靈，就會導(dǎo)致汽車發(fā)生故障或威脅到生命！因此，以穩(wěn)健和高效的方式為這些纖巧型電子盒內(nèi)部之電子線路加電是至關(guān)重要。
凌力爾特公司因在電源產(chǎn)品領(lǐng)域擁有諸多專長而引以為傲，并已花了多年時間努力地為汽車行業(yè)打造堅固、高效且小巧的電源。現(xiàn)在，為了迎接即將來臨的挑戰(zhàn)，我們正向前躍進以提供具備同類最佳 EMI性能、極強堅固和出色創(chuàng)新之前所未有的解決方案。
下面就來看看，凌力爾特工程師介紹新能源汽車電池解決方案
被采訪人：
Greg Zimmer
凌力爾特公司 信號調(diào)理產(chǎn)品部 高級產(chǎn)品市場工程師
Q1.在新能源汽車 (EV/HEV) 領(lǐng)域，貴公司可以提供哪些技術(shù)或者解決方案? 相比同類型方案，貴公司的產(chǎn)品有哪些優(yōu)勢？有沒有新產(chǎn)品的研發(fā)計劃? 可否分享?
答：凌力爾特公司提供一系列多節(jié)、高壓電池組監(jiān)視器。這些監(jiān)視器是完整的電池監(jiān)視 IC，兼有多種復(fù)雜功能，例如精準 ADC、精確電壓基準、高壓多路復(fù)用器和串行接口，以允許監(jiān)視 12 節(jié)串聯(lián)連接電池的電壓。當串聯(lián)疊置時，這些監(jiān)視器允許測量一個大型高壓系統(tǒng)中每一節(jié)電池的電壓。
凌力爾特最先進的電池組監(jiān)視器是 LTC6804。這款第三代 IC 具 16 位分辨率和高于 0.04% 準確度，可測量多達 12 節(jié)、電壓高達4.2V 的串聯(lián)連接電池。LTC6804 有 6 種工作模式可用，以優(yōu)化更新率、分辨率和內(nèi)置 3 階噪聲濾波器的低通響應(yīng)。在最快速模式，所有電池都可以在 290μs 內(nèi)完成測量。通過凌力爾特專有兩線 isoSPI™ 接口，多個 LTC6804 可以長距離互連并同時工作。
每個 LTC6804 都包括一個集成的 isoSPI 接口，以提供抗高達 1Mbps RF 噪聲的性能。僅用雙絞線和一個簡單的脈沖變壓器，isoSPI 接口就支持長達 100 米的傳輸距離。驅(qū)動電流和信號門限用兩個電阻器配置，從而允許系統(tǒng)針對電纜長度和信噪比性能而優(yōu)化。要連接 isoSPI 與外部 SPI 器件，例如微處理器，可使用凌力爾特的 LTC6820 isoSPI 收發(fā)器。LTC6820 是 LTC6804 的伴隨器件，實現(xiàn) isoSPI 和 SPI (串行外設(shè)接口總線) 之間的轉(zhuǎn)換。有兩種通信選項可用。使用 LTC6804-1 時，多個器件以 isoSPI 菊花鏈方式連接，一個主處理器連接用于所有器件。使用 LTC6804-2 時，多個器件并聯(lián)連接至主處理器，每個器件單獨尋址。LTC6804 用來最大限度降低功耗，尤其是在長期儲存時，這時電池泄漏是不可接受的。在休眠模式，LTC6804 從電池吸取不到 4μA 電流。通用 I/O 引腳可用來監(jiān)視模擬信號 (例如電流和溫度)，并可同時用電池電壓測量捕獲 I/O 引腳信號。其他特點包括用長達兩小時的可編程平衡定時器對每一節(jié)電池進行無源平衡，甚至在 LTC6804 處于休眠模式時。LTC6804 連接溫度傳感器、ADC、DAC、EEPROM 等外部 I2C 器件。本機 EEPROM 可用來存儲串行化和校準數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)模塊化系統(tǒng)。LTC6804 在 -40°C 至 125°C 溫度范圍內(nèi)進行了全面規(guī)定，包括一整套自測試功能，以確保不存在潛在故障隱患。為了實現(xiàn)這一目標，LTC6804 包括一個冗余電壓基準、擴展邏輯測試電路、導(dǎo)線開路檢測功能、一個看門狗定時器和串行接口數(shù)據(jù)包誤差校驗功能。
電動汽車 (EV) 和插入式混合動力汽車 (PHEV) 需要電池組提供較長的可用運行時間。這類電池組一般由電池模塊構(gòu)成，每個模塊都有多達 12 節(jié)串聯(lián)疊置的鋰離子電池，提供一個約 40V 的電池模塊。由于電池運行時間決定了這類汽車的可行性，因此最大限度提高電池容量最為重要。電池總是可以做得更大，以延長行駛里程，但是這么做會增大汽車的重量、尺寸和成本。因此電動汽車 IC 設(shè)計師的目標是，找到讓現(xiàn)有電池運行更長時間的辦法。一種有效的方法是運用主動平衡。
凌力爾特明白，成功部署高壓電池系統(tǒng)需要小心謹慎地用電子系統(tǒng)監(jiān)視和控制高壓電池串中的每一節(jié)電池。對于在多種環(huán)境條件下提供多年服務(wù)而言，這是必需的。凌力爾特不斷改進最新電池組監(jiān)視技術(shù)，目前正在開發(fā)多種最新和先進的高壓電池產(chǎn)品。
Q2.您覺得新能源汽車目前在市場推廣方面還存在著哪些挑戰(zhàn)? 應(yīng)該從哪些方面去解決這些問題?
答：最近對新能源汽車擁有者的調(diào)查顯示，在成本和環(huán)境影響方面，這類汽車使用便利，駕駛體驗好，在成本和環(huán)境影響方面，優(yōu)勢比以前了解的還大。此外，新能源汽車擁有者表示高度滿意，而且有可能再次購買新能源汽車。這些擁有者體驗可以用來更好地進行市場宣傳。
Q3.您認為應(yīng)該采取哪些措施以應(yīng)對新能源汽車電池所面臨的問題（成本、充電效率、安全等）?
答：凌力爾特公司是一家高性能模擬半導(dǎo)體制造商。我們致力于開發(fā)支持新能源汽車的產(chǎn)品，因為我們知道，高性能電池管理電子系統(tǒng)至關(guān)重要，可最大限度全面釋放電池組的潛力。電池管理電子系統(tǒng)的成本在整個電池系統(tǒng)中占比很小，但是能夠幫助電池系統(tǒng)在壽命期內(nèi)顯著增大容量。電池管理電子系統(tǒng)的價值主張很明確，但是也許尚未得到充分理解。
Q4.對于中國新能源汽車市場發(fā)展有怎樣預(yù)期? 貴公司在中國市場有著布局?
答：我們預(yù)計中國市場會繼續(xù)顯著增長，尤其是在全電動汽車及公交車領(lǐng)域。凌力爾特公司熱切關(guān)注中國市場，提供為大型汽車電池系統(tǒng)而設(shè)計的產(chǎn)品。凌力爾特 LTC6804 提供業(yè)界最佳測量準確度。這對展現(xiàn)極度平坦放電曲線的電池化學(xué)組成尤其有用，例如磷酸鐵鋰，中國的汽車行業(yè)常用這種化學(xué)材料。集成的 isoSPI 串行接口還支持模塊化設(shè)計，從而使中國制造商能夠基于這些模塊設(shè)計多種尺寸的電動汽車電池組。憑借 isoSPI，這些模塊能夠采用具高壓隔離和高抗噪性的菊花鏈式連接，而且相互間隔可長達 100 米。就大型系統(tǒng)而言，這允許電池分布在電動汽車平臺的各處。最后，凌力爾特提供開箱即用式硬件設(shè)計，并提供一個軟件開發(fā)平臺。這使設(shè)計師能夠利用成熟技術(shù)快速啟動其開發(fā)項目。
Q5.相較于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車是否帶動了半導(dǎo)體器件的需求? 如有，主要表現(xiàn)在哪些器件方面的需求?
答：電氣化是整個汽車行業(yè)正在經(jīng)歷的一個現(xiàn)象。可以很方便地買到的電子動力傳動系統(tǒng)正在加速新能源汽車領(lǐng)域的電氣化過程。凌力爾特公司關(guān)注多種面向電動汽車和內(nèi)燃機汽車的電子應(yīng)用。
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