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搞定電動車BMS 要懂晶片更要懂電池材料
 

【CTIMES/SmartAuto 鍾榮峰 報導】   2010年08月27日 星期五

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目前新能源汽車概念下的電動車種類有好幾種,各種類電動車的油電比例和電池串數也不盡相同,相對地,電池管理系統(BMS)晶片的設計也較為複雜。

德州儀器亞洲區類比產品市場開發協理毛崇知認為,要真正搞定電動車電池管理晶片設計,不是只憑藉半導體晶片技術就可達成,更要兼顧電池材料特性,才能精確掌握電動車電池的效能。 BigPic:500x333
德州儀器亞洲區類比產品市場開發協理毛崇知認為,要真正搞定電動車電池管理晶片設計,不是只憑藉半導體晶片技術就可達成,更要兼顧電池材料特性,才能精確掌握電動車電池的效能。 BigPic:500x333

油電混合車(HEV)的汽油與電池比例,大概是7比3左右,而插電式油電混合車(PHEV)的汽油和電池充電,則是3比7的比例,當然,純電動車(BEV)是百分百的電池供應。除了上述電動車種類之外,還有電動腳踏車(E-BIKE)和電動摩托車(E-MOTOR)等。根據車輛大小不同,電動車的電池串數也不一樣。E-BIKE的電池串數大概在7~12串左右,而E-MOTOR的串數則在13~24串。而整車電動車的電池串數,最起碼都要70~80串以上。

從電池管理系統角度來看,電池串數不同,相對應的晶片設計也會不同,不是光靠一顆電池管理晶片,就可以囊括整車電動車電源晶片的應用。另外,針對整車電動車的電池管理晶片設計,和電動摩托車以及電動腳踏車的晶片設計是不一樣的。同時,整車電動車的電池管理系統,各主要汽車消費市場有其自成一格的驗證規範,例如美國的車規Q100,而中國也正在制定自己的檢測車規,電動車的電池管理晶片,都需要經過各國嚴格的整車車規驗證過程。

電池串數多,就需要以堆疊方式累積,這時晶片就需要因應堆疊式電池的充電設計。但串數越高,電池電壓也越高,有些晶片廠商就會在晶片和晶片之間設計其他零組件,藉由光耦隔離的方式,降低電池堆疊電壓對於單一晶片所造成的負擔。

光耦隔離式的電池管理晶片設計,也需要經過整車車廠長期嚴格的車規驗證。不過目前知名品牌整車車廠在設計電動車電池管理系統時,採用光耦隔離技術的態度較為保守。因為光耦隔離技術多為電源晶片廠商專利所有,整車車廠需支付大筆授權金而使成本提高,同時零組件數也會增加,會讓電池供電的可靠度受到影響。

德州儀器亞洲區類比產品市場開發協理毛崇知認為,要真正搞定電動車電池管理晶片設計,不是只憑藉半導體晶片技術就可達成,更要兼顧電池材料特性,才能精確掌握電動車電池的效能。而BMS要精確掌握電池效能,兼顧電池計量和電池充電的功能,除了MCU如何控制電池外,軟體才是關鍵。沒有整合MCU和軟體的核心,解決方案只能停留在類比前端電路的角色。而軟體要寫得好,就要懂得掌握電池材料的化學特性。

關鍵字: 電動車  BMS  PHEV  TI(德州儀器, 德儀電壓控制器  電池充電器 
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