在全球范圍內，無(wú)論是幫助汽車(chē)制造商減輕內燃機負擔，抑或是過(guò)渡到全電動(dòng)汽車(chē)，我們都需共同努力，重新構想汽車(chē)業(yè)愿景并減少排放。電氣化已被證明是減少排放的較適宜的工具，但隨著(zhù)車(chē)輛內電壓升高，如圖1所示，監測和維護子系統顯得格外重要。
圖1：從混合動(dòng)力到電動(dòng)汽車(chē)的路線(xiàn)圖
正是基于監測和維護子系統的持續創(chuàng )新發(fā)展，混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)（HEV/EV）的上市時(shí)間正在不斷提速，同時(shí)更大限度地延長(cháng)駕駛時(shí)間并確保乘客安全。但與此同時(shí)，關(guān)于電池管理系統 和 牽引逆變器系統中的監測和維護，依然存在一些技術(shù)難點(diǎn)。以下便是最為常見(jiàn)的八大問(wèn)題及TI的建議。
1.如何增加能量密度和系統效率提高混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)續航能力？
將相同尺寸的功率輸出加倍可大量節約成本，還有助于快速充電。這可通過(guò)在高開(kāi)關(guān)頻率下操作功率轉換器（OBC或快速DC充電器中的PFC級和DCDC）實(shí)現，減小磁性元件的尺寸，從而有助于實(shí)現高功率密度。對于給定應用，更高的系統效率可帶來(lái)更低損耗和更小的散熱器解決方案。還可降低器件上的熱應力，并有助于延長(cháng)使用壽命。
2.混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)如何提供與燃油汽車(chē)相同的用戶(hù)體驗？
通過(guò)增加每次充電的可用里程，同時(shí)減少充電時(shí)間，可改善駕駛體驗。要實(shí)現這些目標，就需在汽車(chē)和電網(wǎng)基礎設施（充電樁）側都配備先進(jìn)的電池管理系統和高效的動(dòng)力電子設備。
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3.如何提高HEV/EV電池管理系統的可靠性？
BQ79606A-Q1旨在通過(guò)以下功能提高可靠性：
電壓監控器、溫度監控器和通信功能達到汽車(chē)安全完整性ASIL-D級。
即使在通信電纜斷開(kāi)時(shí)（limp-home模式），可選的菊花鏈環(huán)形架構也可確保堆棧通信。
無(wú)需外部穩壓二極管即可實(shí)現強大的熱插拔性能的設計。
4.如何解決在低溫環(huán)境下使用鋰離子電池組的不良放電性能？
混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)的電池組在受控的溫度范圍內工作，以?xún)?yōu)化低溫下的充放電性能，并確保高溫下電池保持在安全工作區域內。為應用適當的熱管理策略，有必要在電池/電池組進(jìn)行精確的電壓和溫度感測（如BQ79606A-Q1所示）。這些可能需在冷啟動(dòng)條件下進(jìn)行預熱，并在較高溫度下進(jìn)行冷卻。
5.如何監測BMS系統？
通過(guò)菊花鏈配置，可擴展汽車(chē)HEV/EV 6s至96s鋰離子電池監控演示器參考設計實(shí)現了BQ79606A-Q1可為3至300系列、12V至1.2 kV鋰離子電池組創(chuàng )建高度精確和可靠的系統設計。該設計可在6至96系列電池監控電路之間擴展，并傳達電池電壓和溫度，以幫助滿(mǎn)足ASIL-D級要求。
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6.在牽引逆變器中使用碳化硅（SiC）或氮化鎵（GaN）車(chē)載設備有何優(yōu)勢？
SiC功率電路的新進(jìn)展可幫助設計人員開(kāi)發(fā)更高效、更輕巧和更智能的EV動(dòng)力系統，如牽引逆變器、車(chē)載充電器和快速DC充電站。新型UCC21710-Q1和UCC21732-Q1等器件是TI首款集成了絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和SiC場(chǎng)效應晶體管感測功能的隔離柵驅極動(dòng)器，從而提高了系統可靠性并提供了快速檢測時(shí)間，以防止過(guò)流事件發(fā)生，同時(shí)確保安全關(guān)閉系統。
7.如何防止牽引逆變器過(guò)熱？
TMP235-Q1可幫助牽引逆變器系統對溫度波動(dòng)做出反應，并以低功耗、小型封裝和高準確度應用適當的熱管理技術(shù)。
8.為何需要溫度傳感器來(lái)確保牽引逆變器系統的可靠性？
溫度檢測是保證EV性能以及乘客安全的關(guān)鍵參數。而汽車(chē)原始設備制造商也會(huì )優(yōu)先考慮溫度檢測，以讓消費者放心：這些新穎的運輸方式與內燃機相比更具安全性。
通過(guò)應用適當的溫度檢測技術(shù)，精度越高，系統對溫度波動(dòng)迅速做出反應的機率就越大。
設計更快、更智能
據國際能源署預測，到2021年，道路上的電動(dòng)汽車(chē)數量將增加兩倍。因此需要更先進(jìn)的監測和維護。德州儀器持續助力汽車(chē)電氣化進(jìn)程，幫助未來(lái)汽車(chē)實(shí)現更高的期望。 |
