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如何从源头掌控电动汽车锂电池的安全与精准

发布时间:2018-02-25 来源:未知 作者:admin 浏览次数:



在锂电池生产(Produce)环节中,评定电池容量和性能是其中一个非常重要的环节。从主要用于手机、摄像机、混合动力(hybrid power)汽车中的低容量(< 10A),到用于电脑、电动摩托车、电动汽车(battery electric vehicle)的中容量(10A-30A),再到用于电动汽车(30A-120A)的高容量锂电池,无一例外,都需要进行测试才能出厂使用。
根据ADI亚太区精密仪器业务部统应用工程师李强的介绍,目前业界最常见的做法是对小容量电池采用线性测试设备进行测试,尽管效率低下,精准度也不高,但还是可以接受的。但如果把这种测试设备也同样用于高容量电池测试,那就会在充电阶段(jiēduàn)消耗大量功率,导致(使产生,促成)效率低下,而且会给设备硬件设计(Design)带来相当严重的热问题。
为此,ADI在专为低、中、高三种容量锂电池分容化成设备制定的AD8450/1精密(precise)模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)前端与控制器以及ADP1972降压/升压PWM控制器中,摒弃了以往将电池能量放电(discharging)至阻性负载的线性架构,转而通过(tōng guò)使用PWM控制器提供电流,并将其引导回电网或对其他电池充电,实现了高效环保的目的。
测试数据显示,充电(charging)模式(pattern)下,在当电压为3.5V时,20A的效率(efficiency)值为88%,10A的效率值为90%;而在放电(discharging)模式下,在当电压为3V时,20A的效率值为89%,10A的效率值为92%。新能源汽车核心零部件的垄断,提升我国自主品牌汽车竞争力。
除了效率,锂电池生产(Produce)更关心的是成本和可靠性。新能源汽车展涵盖了国际新能源汽车展,新能源公交客车,新能源物流车,新能源电池,新能源电机与电控系统,。李强说,市场上锂电池测试方案也有分立器件组合方案,可能会用到十个以上的器件。而ADI这套解决方案只用到了AD8450/1和ADP1972两颗芯片(又称微电路),高度(height)集成,设计(Design)尺寸大大减小。并且通过(tōng guò)将开关频率提高到300KH
  Z、在多个通道间共享成本(Cost)更低的高精度(精确度)DAC和AD
  C、在通道间加入相移同步可减少输入滤波等做法,降低了总统成本。同时,ADI还为用户提供设计(Design)工具和全部参考设计,最大程度降低开发成本和设计难度,缩短开发周期。
ADI解决方案统结构框
如何实现多个通道间共享DAC和ADC?
上包含两种功能(function):一是对电池充电,二是对电池放电(discharging),这由AD8450/1和ADP1972的模式信号决定。每个功能有两种模式:恒流(CC)模式和恒压(CV)模式。两个DAC通道控制CC和CV设定点。CC设定点决定充电和放电两个功能的CC模式下环路中有多少电流(Electron flow)。CV设定点决定环路从CC进入CV时的电池电位,同样适用于充电和放电两个功能。
精密模拟前端和控制器AD8450/1利用内部差动放大器PGDA测量(cè liáng)电池电压,并利用内部仪表放大器PGIA和外部分流电阻(中文名:电阻器) (RS)测量电池上的电流。新能源汽车展以“绿色智能驱动未来”为主题。新能源汽车致力于制造高品质,高可靠性,有良好用户体验的"世界冠军"级别主流智能新能源汽车。然后,它通过内部误差放大器和外部补偿网络(用于确定环路功能(function)是CC还是CV),将该电流和电压与DAC设定点相比较。在该模块之后,误差放大器的输出进入PWM控制器ADP1972,以确定MOSFET功率级的占空比。最后是构成完整环路的电感和电容。本部分的说明针对充电和放电(discharging)两个功能,因为ADP1972是降压和升压PWM控制器。
本方案中,ADC获得环路电压和电流的读数,但它不是控制环路的一部分。新能源汽车展涵盖了国际新能源汽车展,新能源公交客车,新能源物流车,新能源电池,新能源电机与电控系统,。扫描速率与控制环路的性能无关,因此一个ADC就能测量多通道统中大量通道的电流和电压。DAC也是如此,因而可以使用低成本DAC来设置多个通道。此外,单个处理器只需控制CV和CC设定点、工作模式及管理功能(function),因而它可以与许多通道接口。
ADI AD8450/1和ADP1972演示版框

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