。今年年底前深圳投入運營的純電動出租汽車達到100至200輛，明年底達到800輛。到2012年，深圳示范推廣的新能源汽車將達到2.4萬輛，到2015年達到10萬輛。預(yù)計到2020年，中國新能源汽車的比例將占全部汽車的1/2，約為6500萬輛。

電動汽車汽車動力電池的首選是鋰離子電池，并有望在2015年占據(jù)市場主導(dǎo)地位，因為它具有較高的能量密度。然而鋰電池電池極不穩(wěn)定，任何一節(jié)鋰電池過充就會導(dǎo)致電池溫度迅速升高，并引發(fā)整個電池組燃燒或爆炸。

另一個關(guān)鍵點是鋰電池的一致性問題。長時間使用下，各節(jié)鋰電池的材質(zhì)老化不同步而造成差異變大，生產(chǎn)工藝、材質(zhì)等的細微差異，在長時間的使用下，會使得單個電池的電壓、內(nèi)阻、容量產(chǎn)生較大差異變化；不同批次的電池容量，內(nèi)阻等特性也略有不同；電池組個別電池內(nèi)部的軟短路所導(dǎo)致的自放電、電池組內(nèi)不同區(qū)域溫度變化不同、串并聯(lián)電池其工作電流電壓分布不均勻都會導(dǎo)致電池不一致；鋰電池系統(tǒng)的局部漏電，也會導(dǎo)致每節(jié)鋰電池的特性變化不同。

由于電動汽車動力電池的容量大多在35KWh以上，因此每輛電動汽車通常都需要由幾百節(jié)鋰電池串聯(lián)組成的動力電池包，這就需要精心的設(shè)計、先進的監(jiān)測和均衡方案才能確保其安全工作。

電池管理系統(tǒng)(BMS)是新能源汽車必備的重要部件，與動力電池組、整車控制系統(tǒng)共同構(gòu)成新能源汽車的三大核心技術(shù)。隨著新能源汽車的不斷升溫，越來越多的企業(yè)已經(jīng)認識到電池管理系統(tǒng)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)化過程中的重要作用，看到其背后蘊藏的巨大商機；但另一方面，電池管理系統(tǒng)也因其性能挑戰(zhàn)，而成為新能源汽車進一步發(fā)展急待突破的瓶頸。

凹凸科技副總裁兼深圳分公司總經(jīng)理高漢榮表示：”除了快速地、精確地實時監(jiān)測動力電池的各項工作參數(shù)，電池管理系統(tǒng)的一個重要功能是熱管理。”

他指出，溫度實際上對電池的特性：性能、可靠性、安全與壽命有很重要的影響，電池熱量管理的目的是使蓄電池及其各模塊工作在理想的溫度狀態(tài)，使電池箱各處的溫度盡可能一致，避免因溫度過高引起的電池造成差異、不均衡或損壞。為此，電池管理系統(tǒng)(BMS)監(jiān)控每節(jié)鋰各電池的溫度，并根據(jù)實際應(yīng)用需求，而采用不同的溫度控制策略。

目前業(yè)內(nèi)有分立式和集成式兩種鋰電池充電狀態(tài)監(jiān)測解決方案來解決電動汽車動力電池包的充電管理問題。分立式充電監(jiān)測解決方案的缺點是體積龐大、價格昂貴(需要昂貴隔離電路)，可靠性也低于集成式監(jiān)測方案。

”分立式方案在初期比較流行，很大原因是沒有出現(xiàn)集成式硅片方案。分立式方案需要多路隔離或信號電平搬移，具有元件多，電路面積大，功耗大，成本高等不利因素?！盇DI大中華區(qū)汽車電子商務(wù)經(jīng)理李防震表示，”兩年前主流半導(dǎo)體廠商開始提供集成式硅片方案。集成式方案只需少量信號隔離，接口簡單，元件數(shù)量少，電路面積小，功耗降低，成本降低，同時也提高了電池監(jiān)測精度?！?/p>

據(jù)可靠內(nèi)部消息，目前比亞迪還沒能實現(xiàn)其e6純電動汽車的集成式監(jiān)測管理，目前仍在采用分立式解決方案。當然，目前業(yè)內(nèi)4家主要的集成式鋰電池充電管理解決方案供應(yīng)商ADI、Linear、Maxim和O2Micro都在積極搶占這一巨大市場。

ADI推出了可監(jiān)控6節(jié)鋰電池的AD8280鋰離子電池安全監(jiān)控器，O2Micro推出了13節(jié)鋰電池信息采集IC OZ8902，Linear推出了12節(jié)鋰電池充電監(jiān)視IC LTC6208，Maxim推出了高壓12節(jié)鋰電池監(jiān)測IC MAX11068。

AD8280是一款用于鋰離子電池組的純硬件安全監(jiān)控器，配有用來監(jiān)控6個電池的輸入以及2個溫度傳感器(NTC或PTC熱敏電阻)。多個AD8280器件可以通過菊花鏈方式連接起來，以監(jiān)控遠遠多于6個電池的電池組，而無需使用大量隔離器。輸出可以配置為獨立或共用報警狀態(tài)。

AD8280 為集成式解決方案，可以針對過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨式報警。其它優(yōu)勢包括：具有自測功能，因此特別適合混合動力和電動汽車等高可靠性應(yīng)用；大范圍連續(xù)的行程點設(shè)置，為適配各種不同材料的鋰電池提供了靈活度；靈活的安全監(jiān)控配置；菊花鏈通信選項，使得對高壓單元中隔離器的需求減至最少；低功耗模式，將不工作時的電池漏電減至最低；符合AEC-Q100和EMI標準，適用于汽車應(yīng)用；工作溫度范圍為-40至+105℃。

該器件獨立于AD7280等主監(jiān)控器工作，內(nèi)置自用基準電壓源和LDO，二者均完全采用電池組供電。基準電壓源與外部電阻分壓器一起，用來設(shè)置過壓/欠壓的跳變點。每個電池通道都含有可編程去毛刺(D/G)電路，以免瞬時輸入電平引發(fā)報警。

李防震指出：”與現(xiàn)有的芯片方案不同，這種新的電池監(jiān)測技術(shù)具有非常全面的功能，包括電壓和溫度測量、故障報警輸出及電池平衡能力并具有同類最高的技術(shù)指標。由于無需使用多重隔離器，因此可以將器件堆疊在高壓環(huán)境中(對于3.5V鋰離子電池超過400V)，該技術(shù)可節(jié)省系統(tǒng)成本?！?/p>

ADI在今年4月份推出了應(yīng)用于能源、工業(yè)和汽車應(yīng)用的鋰電池監(jiān)控和保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以避免過壓、過溫和欠壓損害，不僅確保使用者的安全，改善電池性能并延長續(xù)航時間，還能監(jiān)控和平衡每個電池單元。

他說：”ADI的鋰電池監(jiān)控和保護系統(tǒng)可以使電源系統(tǒng)設(shè)計師能替換昂貴的分立器件方案，降低功耗并減小系統(tǒng)空間?！?/p>

凹凸科技(O2Micro)首款汽車級高速電池信息采集芯片OZ8902支持多達255顆芯片的級聯(lián)能力，通過芯片間SPI高速垂直總線通訊功能，不需隔離即可完成和MCU的通訊。每顆OZ8902芯片可以監(jiān)控多達12路的電壓信號和12路溫度檢測信號。BMS主控制器MCU可以通過垂直SPI通訊總線很容易地和多顆級聯(lián)的OZ8902芯片通信。

OZ8902 支持BOD技術(shù)和軟件均衡，可以通過外部分流電阻的選擇來調(diào)節(jié)均衡電流的大小，從而有效延長電池包的壽命。OZ8902芯片支持電池電壓信息同步觸發(fā)掃描和許多斷線診斷功能、均衡模塊的診斷功能等的在線自我診斷功能；擁有完整的過壓、欠壓、高溫、低溫、電池不平衡的監(jiān)控及告警能力，且自動掃描速度/周期可依實際需求而設(shè)定。

高漢榮表示：”我們早在2004年就開始涉足多節(jié)電池管理芯片在純電動車/混合動力汽車應(yīng)用中的開發(fā)。OZ8902是凹凸科技依照汽車規(guī)范要求所開發(fā)的電池管理芯片，支持鋰電池、燃料電池、鎳氫電池等各種新型電池的應(yīng)用，可以廣泛用于各種電動汽車和大規(guī)模儲能系統(tǒng)。
他說，由于鋰離子電池能量密度高、體積小、重量輕，目前全球主要汽車大廠，都看好且致力于鋰電池電動汽車的研發(fā)，尤其是對磷酸鐵鋰電池在電動汽車的應(yīng)用，看法趨于一致。凹凸科技除了提供高安全性的電池管理芯片及電池管理系統(tǒng)平臺應(yīng)用于鋰電池電動汽車上，同時，依照中國國情的特色，我們也已開發(fā)出管理動力鉛酸電池的電池管理系統(tǒng)平臺，以發(fā)揮鉛酸電池的高安全性及低成本優(yōu)勢，補足其因電池不均衡而造成使用壽命短的問題。

目前OZ8902已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電動工具、電動自行車、電動摩托車、輕型電動車以及UPS電源等系統(tǒng)上電池的管理應(yīng)用中。

高漢榮強調(diào)：”我們于2007年初就已開始量產(chǎn)全球首款能夠管理多達13節(jié)電池的BMS芯片OZ8902，目前OZ8902已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電動工具、電動自行車、電動摩托車、輕型電動車以及UPS電源等系統(tǒng)上電池的管理應(yīng)用中，該芯片也已被用于開發(fā)上海世博會所用的電動游覽車?！?/p>

Linear高度集成的多節(jié)電池監(jiān)視芯片LTC6802，能測量多達12個單獨的電池。該器件的專有設(shè)計使得能夠把多個LTC6802串聯(lián)起來(無需使用光耦合器或光隔離器)，以實現(xiàn)長串串接電池中每節(jié)電池的精準電壓監(jiān)視。

LTC6802能夠?qū)γ抗?jié)電池電壓進行快速而準確的測量(允許電池組電壓高達1000V)，因此實現(xiàn)了上述目標。

LTC6802是為克服汽車和工業(yè)應(yīng)用的惡劣環(huán)境和可靠性挑戰(zhàn)而設(shè)計的，它保證能在-40到+85℃的溫度范圍內(nèi)可靠工作，最大總測量誤差在整個工作溫度范圍內(nèi)保證小于0.25%，而且電池組中每節(jié)電池的電壓測量都可以在13ms之內(nèi)完成。

Maxim高壓12節(jié)電池監(jiān)測芯片MAX11068，適用于混合動力車、電動車和其它多節(jié)串聯(lián)電池組供電系統(tǒng)。該高度集成方案采用專有的階梯形SMBus通信總線，允許以菊鏈方式將多片MAX11068連接在一起，無需昂貴的隔離器件。

MAX11068集成了安全和診斷功能以及多種可配置功能，有效解決了大容量電池組的安全監(jiān)測和精確均衡問題。

MAX11068允許連接多達31個器件至串聯(lián)電池組，對多達372節(jié)電池進行監(jiān)測?；陔娙莸慕涌谔峁┝顺杀緲O低的電池組間隔離，消除了級聯(lián)電氣故障。

Maxim的集成式充電監(jiān)測方案比分立方案節(jié)省75%的空間，并可將典型的電池管理系統(tǒng)成本從250美元降至50美元。（編輯/李驕）

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