TI:一次可测量16节电池的管理IC是怎样的体验
日前,德州仪器(TI)推出了业内首款集成电池监视器和保护器bq76PL455A-Q1,这款器件一次可测量16节电池。该产品提供针对多达256节大串联电池的高精度电池节电压监视,并且可在电动、混合动力车辆和电网储能系统中应用更加智能的电池管理系统。
德州仪器电池管理产品(BMS)大中华区市场和应用部门经理文司华博士比阿奥是,Bq76PL455A-Q1通过测量电池节电压来准确计算电池组充电状态和健康状态,并且平衡主动和被动电池节,以便从电池中提取尽可能多的电能。
关键的区别在于,被动电池节平衡对充电电压不匹配进行补偿,而主动电池节平衡则尽可能地增加每次的充电量。对于混合动力和电动车辆,这在为驾驶员增加行驶里程的同时,从而降低了制造商的生产成本。
德州仪器电池管理产品(BMS)大中华区市场和应用部门经理文司华博士
文司华进一步解释说,主动和被动电池节均衡是另外一个重要特性。如果没有电池均衡,那么大容量电池会很快失效。当第一节电池无电时,放电驱动停止。当第一节电池充满时,充电停止。在没有均衡的情况下,第一节完全放电的电池与第一个充满电的电池互不相干;电池均衡减少了这两节电池之间的电荷差异。被动均衡在这方面的表现很不错,事实上,你可以拿一个不可用的电池组,并且对其进行一次均衡以消除漂移效应。然而,随着时间的推移,电池节的容量能够保持的电荷数量也会发生改变,并且容量扩散会随着时间的推移变得越来越大。
从几毫伏到数英里,最给力的汽车性能需要最靠谱的电池管理
TI技术专家Stefano Zanella近日在一篇论述中表示,从4节串联(微型混动汽车),到12-16节串联电池(轻度混合汽车),直到96节串联电池(电动和混动汽车),根据汽车技术规格的不同,会有一节或很多节并联电池。然而,从IC的角度出发,串联电池节的数量才是关键点,并联电池节数量可根据需要随意确定。电池管理系统 (BMS) 是驾驶员、汽车和电池之间的重要纽带。他经常对这些电池管理电子元器件的性能感到好奇,特别是诸如bq76PL455A-Q1的电源管理IC的性能到底怎么样。
Stefano Zanella认为,正是这款器件使他的汽车能够正常行驶的同时,还提升了车辆的性能。
某些锂离子化学电池,比如说磷酸锂铁电池,SoC相对于电池电压的曲线非常平缓。电池电压中的一个小误差就有可能导致SoC估算中的巨大误差。
一个LiFEPO4电池的SoC曲线
实验显示,bq76PL455A-Q1的监视IC对于大约4.5V的电池电压,它在0°C至65°C温度范围内的准确度值为2mV,在-40°C至105°C温度范围内的准确度值为4mV。通常情况下,电池电压精度在很大程度上取决于输入电压。
性能到位了,安全性如何掌握?
文司华解释说,通常情况下,一个BMS具有一个单独的保护器--这是一组比较器,它们检查每节电池的电压,并且确保电池电压在正确的范围内。如果监视器或保护器检测到一节电池处于过压阀值上或者欠压状态,那么充电或放电将终止。如果监视器或保护器少报电压,另外一个将停止充电放电。
事实上,虽然故障很少发生,但是大多数汽车厂商都将他们的大部分时间花费在汽车的安全性开发上。这也是为什么一个IC具有如此之多的自我诊断特性,并且一个监视器能够诊断绝大部分系统的原因。例如,bq76PL455A-Q1能够检查线路断开,同时具有内置自检以验证已定义的内部功能,并且能够以多种方法在安全性方面为用户提供帮助。
目前,Bq76PL455A-Q1评估模块 (bq76PL455EVM) 和bq76PL455A-Q1-EVM-GUI-SW图形用户界面工具使得用户能够快速且轻松地评估器件特性和性能,帮助加快上市时间。此外,TI还提供针对被动平衡的TI Design参考设计,逐步指导用户的设计工作。
据悉,Bq76PL455A-Q1器件采用薄型四方扁平(TQFP)80封装,已经可以在TI商店以及通过公司的授权分销网络购买。
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