摘要: 在我慢慢長大的過程中,郵件是用一輛 Grumman Kurbwatt 電動廂式貨車投遞的。如今,Kurbwatt 已不復存在,郵件由工作人員徒步投遞。也許這是兩黨合作 的少有范例,因為無論是否“綠色”信徒,均將此視為一項成功。然而,Kurbwatt 提醒我們,電動汽車始終無處不在,即使你并沒有注意到它。
關鍵字: 電動汽車,凌力爾特,電池技術
引言
事實上,電動汽車的提法可以一直追溯到 19 世紀早期。首批電動汽車使用不可再充電的電池,而伴隨著每一次電池改進,都會出現(xiàn)更加實用的電動汽車版本。實際上,100 多年前,比利時人制造的電動賽車 La Jamais Contente 就創(chuàng)造了陸地時速 68 mph 的世界紀錄1。電動汽車在 20 世紀早期很流行,因為與汽油燃料汽車相比,電動汽車有諸多優(yōu)勢:沒有內燃機 (ICE) 所產(chǎn)生的震動、氣味或噪聲,也不需要手搖發(fā)動或換檔。就電動汽車 (EV) 而言,不幸的是,電池技術的發(fā)展速度不夠快,趕不上內燃機的發(fā)展速度,因為內燃機使用便宜且汽油供應充裕。那時和現(xiàn)在,電動汽車要想取得成功,電池技術都是最關鍵的因素。由于沒有市場驅動力,因此在 20 世紀的大部分時間里,電動汽車電池系統(tǒng)的發(fā)展慢如蝸牛就毫不奇怪了。
現(xiàn)在,新的時代到來了,石油的代價 (就價格和環(huán)境而言) 過高迫使全世界都在尋求能源利用的多樣化。電力是實現(xiàn)能源利用多樣化的關鍵,在這種情況下,電動汽車必須發(fā)揮作用。電力幾乎可以用任何可用能源 (核能、太陽能、風能、地熱能、煤、汽油、柴油、乙醇、氫氣、牛糞 … 等等) 產(chǎn)生。從某種意義上來說,電力是通用的。電動汽車的全球標準有可能同時實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,并消除大量在各地支持燃油消耗的基礎設施。此外,與內燃機相比,電動汽車的能效高得多??勺兊钠囼寗迂撦d適合電動馬達而不是內燃機,因為它在低轉速時提供很大的扭矩。內燃機僅在很窄的轉速和負載范圍內能以最高效率工作。因此,為了滿足峰值加速需求,內燃機的尺寸必須特別大,而且內燃機將汽油能量轉換成運動能量的效率一般為 20%。而另一方面,電動馬達將電能轉換成運動能量時,典型效率為 90%。此外,電動馬達在怠速熄火時不會浪費能量,而且電動系統(tǒng)有潛力通過再生制動恢復機械能。
然而,要真正成為汽油燃料的競爭者,電池技術將需要做出很多改進。隨著能極大地提高能量密度和功率密度和新的電池化學組成的出現(xiàn),為了使這類電池能投入實際使用,電池管理的復雜性也極大地提高了。充電周期、批次差別和不同的環(huán)境條件都會使各節(jié)電池的容量隨著時間推移而減小和分化。使情況更為嚴重的是,強動力傳動系統(tǒng)的電氣環(huán)境具有以下特點:大量電氣噪聲、瞬態(tài)尖峰、高壓和寬工作溫度范圍。此外,電子產(chǎn)品必須具有極高的可靠性和極長的壽命,因為客戶已習慣于今天的內燃機車的高性能和長久性,因此會要求任何替代技術都具有同樣的特點。
為了應對這一挑戰(zhàn),凌力爾特已經(jīng)為電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV) 市場推出了開創(chuàng)性的電子器件。2008 年,凌力爾特推出了 LTC6802,這是一款單片 IC,能對電動汽車傳動系統(tǒng)所需的大型高壓電池組實施精確監(jiān)視。這款電池監(jiān)視 IC 將數(shù)據(jù)采集任務壓縮到了單個器件中,能支持長串電池。結果,與過去的分立式解決方案相比,該 IC 極大地提高了性能、成本效益和空間利用率。這款完整的電池測量 IC 包括一個 12 位 ADC、一個精確的電壓基準、一個高壓輸入多路轉換器和一個串行接口。每個 LTC6802 都能測量多達 12 節(jié)串聯(lián)的電池;該器件的專有設計允許多個 LTC6802 串聯(lián)疊置,而無需光耦合器或隔離器,從而允許對長串串聯(lián)連接的電池中的每一節(jié)電池進行精確的電壓監(jiān)視。2009 年,凌力爾特推出了 LTC6802 的伴隨器件 LTC6801,從而為這類高壓電池組提供了冗余監(jiān)視。在經(jīng)過為期兩年的生產(chǎn)及對設計的上路驗證后,凌力爾特推出了第二代電池監(jiān)視 IC LTC6803。憑借真實的汽車體驗,該第二代產(chǎn)品滿足了眾多要求:例如抗噪聲能力更佳、與更多種電池兼容、更低功耗以及廣泛的自測試功能以實現(xiàn)安全 / 可靠的運行。
電動汽車正在進入主流汽車行列,LTC6803 等尖端的測量器件是電動汽車取得成功所必不可少的。這類器件不僅要提供準確的測量、監(jiān)視和控制,還必須在非常艱難的條件下,可靠地長期運行。LTC6803 正在證明哪些事情是可能做到的,而面向電池管理、監(jiān)視、平衡、電源管理以及更多應用的新一代器件已露出端倪。在不久的將來,我們能最終消除內燃機造成的振動、氣味和噪聲,毫無遺憾地向前發(fā)展。今天的內燃機車得益于超過一個世紀的專注發(fā)展。我相信,隨著電動汽車重新獲得關注,這類汽車將在相對短的時間內證明其價值。