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電動汽車無疑是未來交通工具的發(fā)展方向。現(xiàn)實而言，目前電動汽車的續(xù)航里程實在太短，而充電時間又太長。電動汽車的續(xù)航里程是汽車制造商和用戶的頭號心病。即使是昂貴的特斯拉Model S，其理論續(xù)航里程也只有480公里，而這還是以犧牲車輛的有效載荷為代價取得的：其電池系統(tǒng)占整車重量的26%，遠高于普通轎車的16%。 而且這個心病還不好治，因為二次電池的能量密度天生就比燃料低（燃料電池不屬此列）。在目前應用最廣的鋰離子電池中，真正承載電荷的鋰含量并不高；電解液和陰極陽極材料占據(jù)了絕大部分的電池重量。 相對于電子技術，電池技術的發(fā)展是緩慢的。電池的能量密度不太可能一夜之間實現(xiàn)突破。在這種情況下，如何高效地利用電池有限的電能成了電子行業(yè)的一大課題，比如研發(fā)更高效率的電機、更高效率的電源轉換芯片，以及更好的電池管理系統(tǒng)（BMS）。 在電池管理系統(tǒng)中，電池均衡是一項重要技術。電池為何要均衡呢？因為每節(jié)電池不可能完全一樣，其內阻和容量都有所差異。當然，有些廠商生產的成熟型號的電池一致性非常高，比如松下的NCR 18650 3100mah電池。特斯拉的每輛車使用7000塊這種電池，不需要做均衡。雖然當時看來這是個最佳選擇，但其成本高、系統(tǒng)復雜的缺點是顯而易見的。 有了電池均衡技術，我們對電池的一致性要求就沒有那么高了，每節(jié)電池也可以做得大一點，這樣成本就降下來了。尤其對于國產電池，其一致性不容易達到松下電池的水平，但成本卻低很多。所以電池均衡技術是很重要的。 電池均衡技術分為兩種：被動均衡和主動均衡。被動均衡方式成本低，只是簡單地將一組電池中電量更高電池中的電量放掉，與電量最低的那一節(jié)保持一致。顯然，這種做法不僅浪費了電能，而且使得電池組的容量受損，放電過程中的發(fā)熱也對電池組散熱提出了挑戰(zhàn)。 電池組主動均衡方案較為復雜，成本也更高，但它卻能最大程度地利用每一節(jié)電池的電量，延長電池的使用壽命。與被動均衡方案相比，主動均衡可使電動汽車的續(xù)航里程增加一成以上。 最近，德州儀器公司（Texas Instruments）推出了TIDA-00817 16節(jié)EV/HEV主動均衡解決方案。據(jù)德州儀器模擬產品業(yè)務拓展經理姚志成介紹，該方案由bq76PL455A-Q1監(jiān)控保護器、EMB1428Q門控制器和EMB1499Q PWM控制器組成，可同時均衡16個堆疊共256節(jié)電池，均衡電流高達5A，縮短了均衡時間。它特有高精度電池電壓監(jiān)視功能，能準確計算電荷狀態(tài)和健康狀態(tài)，從而幫助延長總體電池使用率。 
總的來說，TI的這款主動均衡方案可以增加電池組可用容量，延長電池組循環(huán)壽命，縮短電池組充電時間，在均衡過程產生更少的熱量，簡化電池與電池匹配的要求。姚志成說，主動均衡技術會首先被大型車采用，比如電動大巴，而后才會有小型乘用車采用。 從2010年開始，中國已經成為全球第一大汽車生產國和汽車銷售國。尤其是新能源汽車，在政府的大力倡導和支持下，其發(fā)展勢頭極其迅猛。在初期的粗放發(fā)展之后，中國的新能源汽車必將走向精細發(fā)展之路，而電池主動均衡技術的吸引力也會逐漸顯現(xiàn)。對于那些立足長遠發(fā)展的廠商，盡早熟悉、研發(fā)主動均衡技術會為提升公司的長期競爭力有所幫助。 |
