讓新能源汽車跑得更遠(yuǎn)，首款電源主動(dòng)均衡解決方案

電動(dòng)汽車逐漸成為一種新型的代步產(chǎn)品，據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，2015年中國消費(fèi)者全年共購買了33萬輛新能源汽車，由此預(yù)計(jì)，在2016年我國將有60萬輛新能源汽車流入市場。由新能源汽車的增長而帶動(dòng)高漲的汽車半導(dǎo)體市場也將在今年達(dá)到60億美金產(chǎn)值。

TI針對新能源汽車市場圍繞著安全、綠色以及更加有趣三點(diǎn)來布局，專注于高級輔助駕駛系統(tǒng)、信息娛樂與儀表總成、混動(dòng)或純電動(dòng)汽車與傳動(dòng)系統(tǒng)、車身電子與照明以及被動(dòng)安全系統(tǒng)五個(gè)市場領(lǐng)域。

眾所周知，影響新能源汽車壽命的正是汽車電池，而影響著汽車電池壽命的正是電源管理模塊，TI致力于新能源汽車跑得更遠(yuǎn)，延長新能源汽車的使用壽命，推出了TIDA-00817 16節(jié)電池主動(dòng)式均衡解決方案。

何為電池主動(dòng)試均衡方案?簡單來講，主動(dòng)均衡就是根據(jù)每個(gè)電源堆棧電量的多少來進(jìn)行“取長補(bǔ)短”的工作，將電量剩余多的補(bǔ)給到相對較少的另一個(gè)堆棧中，通過DC/DC式方式進(jìn)行均衡，欠壓的電源堆?？梢酝ㄟ^DC/DC的方式從電池組中獲取能量進(jìn)行充電，過壓時(shí)通過DC/DC的方式把多余的能量充到電池組中，使用這種方式讓汽車不會(huì)因?yàn)橐粔K電源電量的衰減而縮短運(yùn)行時(shí)間，從而使汽車跑得更遠(yuǎn)。

DA-00817TI主動(dòng)式均衡解決方案可進(jìn)行5A主動(dòng)均衡，可以完全隔離傳輸至外部12V電源。TI模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理姚志成介紹：“DA-00817主動(dòng)式均衡解決方案可以監(jiān)測汽車中16節(jié)電池每個(gè)電池電量的變化，監(jiān)測的時(shí)候相當(dāng)于有兩個(gè)觸角放在電池兩端，觸角可以直接通過它判斷電壓，通過電壓和阻抗可以知道它里面的電流狀況。TI目前針對單顆電池，從原先的3A提高到現(xiàn)在的5A的技術(shù)，是非常重要的一個(gè)提升。”

(TI模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理 姚志成)

主動(dòng)均衡采用菊花鏈結(jié)構(gòu)，首尾相連，相鄰的電源間實(shí)現(xiàn)電量供給。另外TI也提供星型結(jié)構(gòu)，相較于菊花鏈結(jié)構(gòu)多加了一個(gè)中轉(zhuǎn)能量池，星型結(jié)構(gòu)在進(jìn)行不相鄰間電源電量的交換時(shí)，效率會(huì)更高一點(diǎn)，技術(shù)成本也會(huì)相對增加一點(diǎn)。

主動(dòng)式均衡方案是根據(jù)AFE中MCU內(nèi)置的表在對電源進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)表格設(shè)定平均值是不是在范圍之內(nèi)，超過或低了就是過充或欠充都有此來判斷來進(jìn)行均衡工作。這個(gè)表是由TI的化學(xué)博士、幾個(gè)電量專家以及有200多個(gè)工程師做了幾萬套的測試而得到的詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫。新能源汽車廠家可單獨(dú)設(shè)定容差，支持客制化的標(biāo)準(zhǔn)。

如上圖所示，TI除了推出DA-00817TI主動(dòng)式均衡解決方案以外，在這個(gè)解決方案中還集成了BQ76PL455A、EMB1428、EMB1499等模塊。姚先生介紹道：“1428是DC-DC的控制器用來做驅(qū)動(dòng)，1499控制1428的內(nèi)部協(xié)調(diào)，455A是核心被用來做大系統(tǒng)協(xié)調(diào)，通信也需要455A。”

現(xiàn)在市場上所能見到的新能源汽車電源解決方案，主要還是使用被動(dòng)式解決方案，被動(dòng)式均衡方案就是把多余的能量通過電阻以熱能的方式消耗掉，只能對過壓的電源進(jìn)行均衡，欠壓無法均衡。相對于被動(dòng)式均衡方案來看，DA-00817TI主動(dòng)式均衡解決方案的優(yōu)勢在于：增加電池組可用容量、 增加電池組循環(huán)壽命、更短的電池組充電時(shí)間、均衡過程更少的熱量產(chǎn)生以及簡化電池與電池的匹配要求。

TI認(rèn)為大巴類型的新能源電動(dòng)車將優(yōu)先采用主動(dòng)均衡，小車類型將在2017年、2018年才有可能會(huì)開始采用主動(dòng)式均衡方案。但是，根據(jù)現(xiàn)在綠色出行、節(jié)能減排的趨勢來看，被動(dòng)均衡這種有損均衡終究會(huì)被主動(dòng)均衡這種尚可以算得上是無損均衡的方案所取代，畢竟電能也是能源的一種。