看新一代电池组监视器LTC6804如何帮电动汽车节流?

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2008年第一代高压电池监视器LTC6802问世以来, 凌力尔特公司在电动汽车应用领域带给大众的惊喜并未停歇,接连在2011年推出第二代电池检测IC-LTC6803,业界好评如潮,并荣获“最佳电子设计-汽车类”等多项大奖。时隔一年,LTC680x系列再添新丁—LTC6804,此款产品在继承系列产品宽泛的检测电压范围和高精准度之外,又会给电子工程师们带来什么惊喜?升级后的产品是否有助于电动型汽车制造商们节约成本?
 
3倍于上一代产品,5倍于市场上一般电池管理IC的测量精度
LTC6804是LTC6803的升级版,相比于上一代产品0.25%的测量精度,LTC6804提升到了0.04%,是之前产品的3倍多,更是市场上众多电池管理IC的5倍。这一性能的显著提高在汽车制造商们节省成本方面有着非凡的意义。
 
众所周知,电动型汽车为了获得高电压驱动动力,采用的都是串联电池组的形式来获得高电压,因此在所需电池容量达不到要求的情况下,只能靠增加整包电池组来获得所需电压,并不能只增加可提供所需电压的一定数量电池,这对多余出来的电池是一个很大的浪费,体现在成本上也是巨大的。
 
电池检测IC的精度在此事上又扮演着怎样的角色呢(图1、图2),锂离子电池通常具有平坦的放电曲线,其中每 1% 的 SOC 变化可能仅表现为数 mV的电压差异,测量准确度每降低1mV将导致电池容量要求大约增加1%。因此,电池电压测量误差将直接转化为对可用 SOC 工作范围的限制。在如今每千瓦时 (kWh) 600 美元的典型电池储能成本下,一个常用的 16kWh 电池组在一辆电动汽车的成本中占到了相当大的一部分。根据凌力尔特给出的数据,如果SOC测量误差在2.5%的话,对于5kWh的电池来说,相当于浪费了273美元。
 
1 测量准确度与电池成本之间的关系
 
2 测量准确度与电池成本之间的关系
 
290us的电池电压测量速度
不同于LTC6803内置的12位ADC,13ms的电压测量速度,新一代LTC6804内置了一个16位的△∑ADC,可实现最快290us的电压测量速度,并有6种ADC速度模式可以选择,最大程度地贴合工程师的设计需要。此种ADC还具有优异的高阶滤波器的性能,在电动汽车电池管理系统中最大程度地降低高速器件间的电磁干扰。
 
 
LTC6820在实现系统噪音隔离的同时是否会增加设计成本?
 
谈到电磁干扰,我们不得不来谈谈噪音和隔离的问题,大家都知道汽车对安全性和可靠性的要求很高,因此在高速紧凑的系统环境中,隔离成了必不可少的设计环节,在此要求上,凌力尔特公司也推出了一款二线式隔离型数据通信芯片—LTC6820,在电池管理系统中与LTC6804配合使用,实现主处理器侧的隔离。
 
“然而,在信号链路上增加一款隔离芯片并不会增加汽车制造商的制造成本”,凌力尔特公司信号调理产品部产品市场经理Brian Black先生(图3)表示,“原因在于整个电池组的隔离只需要在主处理器处加一片LTC6820,相对于前面说到的,为达到所需电池容量增加整包电池的成本是微不足道的。”
 
3凌力尔特公司信号调理产品部产品市场经理Brian Black先生
 
LTC6804的应用领域当然不止局限在电动汽车以及混合动力车方面,此款产品同样适用于不间断电源、数据中心、便携式医疗设备等的电池管理以及风能、太阳能等领域,并且将在不久的2013年1月开始批量供货,千片批购价为每片10.95美元,LTC6820的千片批购价将会是每片2.29美元。