用電子器件提高電動(dòng)汽車(chē)的電池性能

作者：時(shí)間：2013-05-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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isoSPI脈沖的信號(hào)強(qiáng)度和兩線連接的阻抗是可調(diào)的。通過(guò)改變電阻器的值(未顯示)，用戶(hù)可以提高信號(hào)電流。這種靈活性意味著，isoSPI總線可以定制以通過(guò)100米電纜通信并抑制高干擾電平。LTC6804 AFE IC包括15位循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)，以確保數(shù)據(jù)的完整性。圖6說(shuō)明了大電流注入(BCI)測(cè)試的結(jié)果。BCI測(cè)量一個(gè)系統(tǒng)的抗電磁干擾性。RF能量通過(guò)夾在電纜的探頭注入。另一個(gè)探頭測(cè)量所產(chǎn)生的RF電流。數(shù)據(jù)包通過(guò)電纜發(fā)送，CRC用來(lái)查看是否有數(shù)據(jù)損壞。采用幾種不同的isoSPI數(shù)據(jù)脈沖強(qiáng)度來(lái)重復(fù)測(cè)試。20mA isoSPI數(shù)據(jù)脈沖不受200mA RF注入的影響。

RF Frequency：RF頻率
% of Good Data Packets：好數(shù)據(jù)包的比例(%)
Data Errors with 200mA RF Interference Level：在200mA RF干擾時(shí)的數(shù)據(jù)誤差
20mA isoSPI strength, no errors: 20mA isoSPI強(qiáng)度，無(wú)誤差
10mA isoSPI strength: 10mA isoSPI強(qiáng)度
2mA isoSPO strength: 2mA isoSPI強(qiáng)度

圖6：isoSPI抗RF干擾能力

主動(dòng)電荷平衡加速充電并增大能量

所有串聯(lián)連接的電池都需要平衡。一節(jié)電池到另一節(jié)電池的自放電速率、電子負(fù)載和溫度都不同。經(jīng)過(guò)很多充電和放電周期后，這些差別導(dǎo)致電池電荷狀態(tài)出現(xiàn)不容忽視的不平衡。電荷不平衡會(huì)降低電池組容量。例如，如果一節(jié)電池的電量比其他電池多10%，這時(shí)給電池組加上充電電流，那么這節(jié)電池就會(huì)達(dá)到80%的充電狀態(tài)限制，而其他電池則充電到70%。電池組中的可用電量減少了10%。被動(dòng)平衡通過(guò)一個(gè)負(fù)載電阻器消耗單節(jié)電池的電量，對(duì)于在串聯(lián)連接的電池組中平衡失配電池而言，這是成本最低和最簡(jiǎn)單的方式。大多數(shù)AFE IC都支持被動(dòng)平衡。

被動(dòng)平衡能效低且速度慢。典型的平衡電流范圍為電池容量的1%至5%。要從一個(gè)40A-hr的電池消耗10%的電量，在I = 400mA時(shí)需要10個(gè)小時(shí)，或者在I = 2A時(shí)產(chǎn)生8W的熱量。很多電池都可能需要平衡。就大容量電池組而言，被動(dòng)平衡器產(chǎn)生的熱量是不可接受的，而高效率、大電流主動(dòng)電荷平衡器是惟一可行的解決方案。

主動(dòng)電荷平衡不僅能以更低的熱量加速充電，而且有助于恢復(fù)容量。電池隨著老化容量會(huì)下降。由于電池組的溫度變化率和電池制造差異，隨著時(shí)間推移，電池會(huì)有不同程度的老化。電池甚至有可能在維修時(shí)被替換。在采用被動(dòng)平衡方式時(shí)，電池組的容量由最薄弱的一節(jié)電池決定。平衡電池組并充電至80%。當(dāng)最薄弱的電池達(dá)到20%時(shí)，電池組的放電就停止了。正確設(shè)計(jì)的主動(dòng)電荷平衡系統(tǒng)將按照需要，高效率地在整個(gè)電池組中重新分配電荷，并基于平均容量的電池而不是最低容量的電池確保達(dá)到20%和80%狀態(tài)。為了最大限度地延長(zhǎng)電池組的運(yùn)行時(shí)間，在電池組的充電和放電過(guò)程中，都必須對(duì)電池加以平衡。

LTC3300和LT8584等的新IC將在汽車(chē)電池組中實(shí)現(xiàn)主動(dòng)電荷平衡。LTC3300(圖7)為滿(mǎn)足大型電池系統(tǒng)的雙向主動(dòng)平衡需求而設(shè)計(jì)。