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日前，德州儀器（TI）推出了業(yè)內(nèi)首款集成電池監(jiān)視器和保護(hù)器 bq76PL455A-Q1，這款器件一次可測量 16 節(jié)電池。該產(chǎn)品提供針對多達(dá) 256 節(jié)大串聯(lián)電池的高精度電池節(jié)電壓監(jiān)視，并且可在電動、混合動力車輛和電網(wǎng)儲能系統(tǒng)中應(yīng)用更加智能的電池管理系統(tǒng)。
德州儀器電池管理產(chǎn)品（BMS）大中華區(qū)市場和應(yīng)用部門經(jīng)理文司華博士比阿奧是，Bq76PL455A-Q1 通過測量電池節(jié)電壓來準(zhǔn)確計算電池組充電狀態(tài)和健康狀態(tài)，并且平衡主動和被動電池節(jié)，以便從電池中提取盡可能多的電能。
關(guān)鍵的區(qū)別在于，被動電池節(jié)平衡對充電電壓不匹配進(jìn)行補(bǔ)償，而主動電池節(jié)平衡則盡可能地增加每次的充電量。對于混合動力和電動車輛，這在為駕駛員增加行駛里程的同時，從而降低了制造商的生產(chǎn)成本。
德州儀器電池管理產(chǎn)品（BMS）大中華區(qū)市場和應(yīng)用部門經(jīng)理文司華博士
文司華進(jìn)一步解釋說，主動和被動電池節(jié)均衡是另外一個重要特性。如果沒有電池均衡，那么大容量電池會很快失效。當(dāng)?shù)谝还?jié)電池?zé)o電時，放電驅(qū)動停止。當(dāng)?shù)谝还?jié)電池充滿時，充電停止。在沒有均衡的情況下，第一節(jié)完全放電的電池與第一個充滿電的電池互不相干；電池均衡減少了這兩節(jié)電池之間的電荷差異。被動均衡在這方面的表現(xiàn)很不錯，事實上，你可以拿一個不可用的電池組，并且對其進(jìn)行一次均衡以消除漂移效應(yīng)。然而，隨著時間的推移，電池節(jié)的容量能夠保持的電荷數(shù)量也會發(fā)生改變，并且容量擴(kuò)散會隨著時間的推移變得越來越大。
從幾毫伏到數(shù)英里，最給力的汽車性能需要最靠譜的電池管理
TI 技術(shù)專家 Stefano Zanella 近日在一篇論述中表示，從 4 節(jié)串聯(lián)（微型混動汽車），到 12-16 節(jié)串聯(lián)電池（輕度混合汽車），直到 96 節(jié)串聯(lián)電池（電動和混動汽車），根據(jù)汽車技術(shù)規(guī)格的不同，會有一節(jié)或很多節(jié)并聯(lián)電池。然而，從 IC 的角度出發(fā)，串聯(lián)電池節(jié)的數(shù)量才是關(guān)鍵點(diǎn)，并聯(lián)電池節(jié)數(shù)量可根據(jù)需要隨意確定。電池管理系統(tǒng) (BMS) 是駕駛員、汽車和電池之間的重要紐帶。他經(jīng)常對這些電池管理電子元器件的性能感到好奇，特別是諸如 bq76PL455A-Q1 的電源管理 IC 的性能到底怎么樣。
Stefano Zanella 認(rèn)為，正是這款器件使他的汽車能夠正常行駛的同時，還提升了車輛的性能。
某些鋰離子化學(xué)電池，比如說磷酸鋰鐵電池，SoC 相對于電池電壓的曲線非常平緩。電池電壓中的一個小誤差就有可能導(dǎo)致 SoC 估算中的巨大誤差。
一個 LiFEPO4 電池的 SoC 曲線
實驗顯示，bq76PL455A-Q1 的監(jiān)視 IC 對于大約 4.5V 的電池電壓，它在 0°C 至 65°C 溫度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度值為 2mV，在 -40°C 至 105°C 溫度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度值為 4mV。通常情況下，電池電壓精度在很大程度上取決于輸入電壓。
性能到位了，安全性如何掌握？
文司華解釋說，通常情況下，一個 BMS 具有一個單獨(dú)的保護(hù)器——這是一組比較器，它們檢查每節(jié)電池的電壓，并且確保電池電壓在正確的范圍內(nèi)。如果監(jiān)視器或保護(hù)器檢測到一節(jié)電池處于過壓閥值上或者欠壓狀態(tài)，那么充電或放電將終止。如果監(jiān)視器或保護(hù)器少報電壓，另外一個將停止充電放電。
事實上，雖然故障很少發(fā)生，但是大多數(shù)汽車廠商都將他們的大部分時間花費(fèi)在汽車的安全性開發(fā)上。這也是為什么一個 IC 具有如此之多的自我診斷特性，并且一個監(jiān)視器能夠診斷絕大部分系統(tǒng)的原因。例如，bq76PL455A-Q1 能夠檢查線路斷開，同時具有內(nèi)置自檢以驗證已定義的內(nèi)部功能，并且能夠以多種方法在安全性方面為用戶提供幫助。
目前，Bq76PL455A-Q1 評估模塊 (bq76PL455EVM) 和 bq76PL455A-Q1-EVM-GUI-SW 圖形用戶界面工具使得用戶能夠快速且輕松地評估器件特性和性能，幫助加快上市時間。此外，TI 還提供針對被動平衡的 TI Design 參考設(shè)計，逐步指導(dǎo)用戶的設(shè)計工作。
據(jù)悉，Bq76PL455A-Q1 器件采用薄型四方扁平(TQFP)80 封裝，已經(jīng)可以在 TI 商店以及通過公司的授權(quán)分銷網(wǎng)絡(luò)購買。
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