用電子器件提高電動汽車的電池性能

isoSPI脈沖的信號強度和兩線連接的阻抗是可調(diào)的。通過改變電阻器的值(未顯示)，用戶可以提高信號電流。這種靈活性意味著，isoSPI總線可以定制以通過100米電纜通信并抑制高干擾電平。LTC6804 AFE IC包括15位循環(huán)冗余校驗(CRC)，以確保數(shù)據(jù)的完整性。圖6說明了大電流注入(BCI)測試的結(jié)果。BCI測量一個系統(tǒng)的抗電磁干擾性。RF能量通過夾在電纜的探頭注入。另一個探頭測量所產(chǎn)生的RF電流。數(shù)據(jù)包通過電纜發(fā)送，CRC用來查看是否有數(shù)據(jù)損壞。采用幾種不同的isoSPI數(shù)據(jù)脈沖強度來重復(fù)測試。20mA isoSPI數(shù)據(jù)脈沖不受200mA RF注入的影響。

RF Frequency：RF頻率
% of Good Data Packets：好數(shù)據(jù)包的比例(%)
Data Errors with 200mA RF Interference Level：在200mA RF干擾時的數(shù)據(jù)誤差
20mA isoSPI strength, no errors: 20mA isoSPI強度，無誤差
10mA isoSPI strength: 10mA isoSPI強度
2mA isoSPO strength: 2mA isoSPI強度

圖6：isoSPI抗RF干擾能力

主動電荷平衡加速充電并增大能量

所有串聯(lián)連接的電池都需要平衡。一節(jié)電池到另一節(jié)電池的自放電速率、電子負(fù)載和溫度都不同。經(jīng)過很多充電和放電周期后，這些差別導(dǎo)致電池電荷狀態(tài)出現(xiàn)不容忽視的不平衡。電荷不平衡會降低電池組容量。例如，如果一節(jié)電池的電量比其他電池多10%，這時給電池組加上充電電流，那么這節(jié)電池就會達(dá)到80%的充電狀態(tài)限制，而其他電池則充電到70%。電池組中的可用電量減少了10%。被動平衡通過一個負(fù)載電阻器消耗單節(jié)電池的電量，對于在串聯(lián)連接的電池組中平衡失配電池而言，這是成本最低和最簡單的方式。大多數(shù)AFE IC都支持被動平衡。

被動平衡能效低且速度慢。典型的平衡電流范圍為電池容量的1%至5%。要從一個40A-hr的電池消耗10%的電量，在I = 400mA時需要10個小時，或者在I = 2A時產(chǎn)生8W的熱量。很多電池都可能需要平衡。就大容量電池組而言，被動平衡器產(chǎn)生的熱量是不可接受的，而高效率、大電流主動電荷平衡器是惟一可行的解決方案。

主動電荷平衡不僅能以更低的熱量加速充電，而且有助于恢復(fù)容量。電池隨著老化容量會下降。由于電池組的溫度變化率和電池制造差異，隨著時間推移，電池會有不同程度的老化。電池甚至有可能在維修時被替換。在采用被動平衡方式時，電池組的容量由最薄弱的一節(jié)電池決定。平衡電池組并充電至80%。當(dāng)最薄弱的電池達(dá)到20%時，電池組的放電就停止了。正確設(shè)計的主動電荷平衡系統(tǒng)將按照需要，高效率地在整個電池組中重新分配電荷，并基于平均容量的電池而不是最低容量的電池確保達(dá)到20%和80%狀態(tài)。為了最大限度地延長電池組的運行時間，在電池組的充電和放電過程中，都必須對電池加以平衡。

LTC3300和LT8584等的新IC將在汽車電池組中實現(xiàn)主動電荷平衡。LTC3300(圖7)為滿足大型電池系統(tǒng)的雙向主動平衡需求而設(shè)計。

CHARGE SUPPLY：供應(yīng)電荷
CHARGE RETURN：電荷返回
NEXT CELL ABOVE：上節(jié)電池
NEXT CELL BELOW：下節(jié)電池
圖7：采用LTC6804和LTC3300的監(jiān)視器和主動電荷平衡解決方案