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TI 精度更高的电池监测器,助力延长电动汽车续航里程

作者:中国汽车报网 记者:郝文丽 编辑:李沛洋 更新时间:2023-01-13 点击数:

电动汽车以迅猛的销量增速和渗透率提升,有望成长为未来主流的交通工具。在电动汽车技术逐渐更新迭代、越来越受到用户认可的同时,续航里程长短和电池安全性能成为消费者最关注的焦点问题。

1月12日,德州仪器(TI)在上海举行媒体发布会,推出全新的汽车电芯监测器和电池包监测器。这些监测器提供更高精度的测量功能,可更大程度地增加电动汽车(EV)行驶时间并实现更安全的运行。

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■ TI电池管理产品独具优势

德州仪器(TI)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。近年来,TI汽车电动化、智能化领域全方位布局,持续赋能汽车行业的转型发展。

德州仪器电池管理系统事业部总经理王世斌在发布会现场介绍,TI一直以来持续关注新能源汽车,不断提供创新技术,希望能够帮助新能源汽车制造商在更大程度上延长其行驶里程,这就需要更高的电池监测精度。

TI有着丰富的电源管理经验,并且在如何减小电源管理系统的体积和提高性能方面持续钻研。在电池管理支持方面,TI通过优化拓扑结构,可以做到对不同电池架构、电池数量(如12节电池、16节电池甚至最高18节电池)的相互兼容,这意味着车企在设计具体系统时,软硬件方面可以实现更好地共用,亦可提升设计的效率。

与此同时,对电池应用来说,安全是重中之重。TI的产品通过提高电池测量精度,包括对温度参数、精确电流参数测量精度的提高,优化热管理,以提升整个电池系统的安全性能。“我一直致力于带领团队解决BMS(电池管理系统)中各种各样正面临的挑战,其中有如下几个重点。”王世斌说。

首先是电池管理系统监测,TI可以做到对400V和800V的电池系统进行监测和均衡。TI非常关注电池监测过程中各项参数的精确性,以此提高系统的安全性能。比如,当TI精确监测到电池中的电压和电流参数时,就可以为客户提供高精度的电池电化学的阻抗跟踪分析,从而准确地获得电池当前的健康状态和荷电状态。

在安全标准上,TI产品满足合乎汽车要求的ASIL-D标准。通过这个标准,可以帮助车企的工程师更方便的设计出完全符合汽车要求ASIL-D标准的车规级产品。

■ 出色的测量精度 有效延长续航里程

电池管理系统对于电动汽车的性能、效率和安全性起着至关重要的作用,先进的电池管理系统有助于克服阻止电动汽车广泛普及的关键障碍。TI重点克服复杂的系统设计挑战,并为此提供了品类丰富且先进的BMS器件系列,助力汽车制造商打造更安全、更可靠的驾驶体验并提高电动汽车普及率。

“汽车制造商的目标是尽可能延长电动汽车的续航里程,而准确的荷电状态估算对于实现这一目标至关重要。”TI BMS总经理Sam Wong表示:“我们的全新器件大幅提升了电压和电流的测量精度,可让汽车制造商对准确预估电动汽车的真实续航里程充满信心。

据了解,BQ79718-Q1电芯监测器和BQ79731-Q1电池包监测器是TI丰富的BMS系列中的全新产品。BQ79731-Q1和BQ79718-Q1在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度,可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。

随着消费者们转向购买电动汽车,电池电压的测量准确度和精度对消费者的驾驶体验至关重要。即使细微的温度变化也能对电动汽车的续航里程产生重大影响;特别是寒冷的天气,对电池电压范围影响的幅度可高达40%。这些变化会为电池电压和预期的电动汽车续航里程造成相当大的不确定性。

借助BQ79718-Q1电芯监测器,汽车制造商可以进行高性能的电池电压测量(精度可达1mV),从而更大限度地延长电动汽车的真实续航里程;借助BQ79731-Q1电池包监测器,电池包电流测量的精度可达0.05%。这些创新可在单节电池和电池包中准确测量电池荷电状态和运行状况,有效地反映真实的剩余里程并提升对电动汽车电池寿命的信心。

此外,出色的电压和电流同步功能(64µs)可提供电池运行状况的实时快照,实现对电池包电源的瞬时监测。这一级别的同步可支持电化学阻抗跟踪分析,支持深入了解电池内核温度、电池老化和电池荷电状态。

■ 丰富的BMS系列产品 实现更高的安全性

为提升纯电动汽车的续航里程,电池能量密度逐渐增大,这使得纯电动汽车在电池稳定性方面有所下降,纯电动汽车在安全性必须要考虑到车辆的电池安全。众所周知,多起电动车自燃、起火,都是在用户停车后进行充电时发生的,因而对电池的充放电等状态必须监测到位。

BQ79718-Q1电芯监测器与之前市面上的任何电芯监测器相比,可提供符合汽车安全完整性等级(ASIL)要求的更出色的测量精度(主要路径、冗余路径和残余误差查找),方便汽车制造商对车辆电池包进行充电和放电。在功能安全方面。此次新品完全支持ASIL-D的要求,如冗余设计,错误状态报错等能力都能满足客户在汽车功能安全相关的要求。

BQ79718-Q1电芯监测器和BQ79731-Q1电池包监测器均属于TI的高精度电池监控器和均衡器产品系列。此外,该系列还包括BQ79600-Q1 SPI/UART通信桥接器件,可使用单独的通信协议实现快速稳定的菊花链通信。

新品进一步丰富了TI的BMS系列产品。TI的BMS系列产品还包括用于无线BMS的CC2662R-Q1无线微控制器(MCU)、TPSI3050-Q1隔离式开关驱动器和TPSI2140-Q1隔离式开关器件。TI还提供BMS设计套件,其中包括参考板、仿真器和汽车开放系统架构复杂器件驱动器。

目前,TI的BMS技术已亮相CES 2023。汽车制造商可在TI.com.cn购买BQ79718-Q1电芯监测器评估模块(BQ79718EVM-049)和BQ79731-Q1电池包监测器评估模块(BQ79731Q1EVM-060)来快速开始其设计。18通道的BQ79718-Q1采用10mmx10mm、64引脚HTQFP封装;BQ79731-Q1电池包监测器采用7mmx7mm、48引脚HTQFP封装。所有BMS产品均可在TI.com.cn订购。

多年来,TI始终致力于推动汽车电气化发展,帮助汽车制造商优化车辆性能、加快开发速度,并创建更安全、更可靠且性价比更高的电动汽车。相信在TI本土化发展的策略助推之下,中国车企将获得秩序的竞争力加持。


Tag: 德州仪器(TI) 半导体 电池监测器