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从动力电池分容化成的高精度测试动手,冲破新动力汽车的本钱和里程焦炙

52RD.com 2019年9月6日 我爱研发网            介入:4人 我来讲两句
  2019年上半年,在全体汽车市场走势低迷的情形下,从公安部交管局颁布的最新数据来看,我国新动力汽车保有量达344万辆,与客岁同期比拟涨幅达72.85%,成为全球汽车市场可贵的愿望。作为新动力汽车决胜的症结身分,高歌大进下电池渠道和资本的┞符分解为全球重要新动力汽车制作家当链企业存眷的核心。不久前,特斯拉CEO马斯克表现为了取得足够的电池,公司能够会进入采矿业;民众汽车决议斥资10亿欧元与欧洲动力电池始创公司协作自建电池工场;宁德时期和丰田在新动力汽车(NEV)动力电池的稳固供应和发展退化范畴树立周全协作同伴关系……
  
  毫无疑问,控制动力电池供给链平安和从动力电池制作端完成更强的本钱和机能竞争优势,在新动力汽车市场竞争日益剧烈的明天异常主要。“花费者的新动力汽车购置决议计划重要决议于平安、本钱和里程三概略素,这也是整车厂和动力电池厂商通力合作的目的。” ADI锂电池测试计划市场司理胡硕秋在近日的一次采访中指出,“而个中本钱和里程都与动力电池制作的一个症结工序高度相干——分容化成。”分容化成是电池制作前期停止的一项症结测试环节,作为高机能模仿技术的重要供给商,ADI公司对若何从制作环节进步动力电池机能并下降本钱的看法也许可以作为家当参考。
  
  从症结环节减缓锂离子电池制作的本钱与里程焦炙
  
  今朝新动力汽车制作商广泛处于电池“焦炙”的窘境中,因为燃料电池技术的发展短时间内要大范围运用并代替纯电动汽车很难,而新的电池技术(锂空锂硫等)尚处于基本研发阶段,锂离子电池由于分量轻、能量密度高、绿色环保等特色,将在相当长的一段时光内被列为新动力汽车动力电池范畴的不贰之选。
  
  平日而言,锂离子电池制作法式异常庞杂,包含电极临盆、堆叠构造和单位拆卸,然后要履行电气测试,以便评定电池容量和机能和在任务中的额外值。据胡硕秋泄漏,分容化成是锂离子电池制作过程当中的症结,两者都是经由过程对电池停止周详掌握的充放电进程,前者起到“激活”的感化,使得电池开端具有贮存和释放电能的才能,后者是把具有类似特征的电池停止分选,进步制品电池的分歧性,保证车用动力电池包的高机能。这是一个相当耗时的进程,触及屡次充放电以激活电池的化学性质。但此进程又异常有需要,对确保制品电池的靠得住性和质量相当主要。
锂离子电池制作进程
    
  据胡硕秋引见,锂离子电池分容化成占到了制作进程总本钱的三分之一以上,是以分容化成一度成为障碍电池制作商进步产量从而下降电池临盆总本钱的瓶颈之一。锂离子电池制作商们急切等待可以或许在这一范畴包管平安的条件下削减分容化成所需的时光,从更多维度以更大密度汇集与监控锂电池的参数变更,让充放电进程变得加倍高效省电、减小设备占空中积和削减电缆的应用与发烧,终究完成下降本钱并进步能效。另外,为了进步电池的轮回寿命、稳固性、自放电性、平安性等电化学机能,必需严厉掌握锂电池的分歧性或准确评定电池品级,所以对化成和分容设备的电流电压丈量精度有很高的请求。是以,在综合考量本钱等身分后,电池制作商们更偏向于与具有化成测试体系级专业常识的供给商合作无懈,不单单是可以或许取得更庞杂的组件和构建模块,还能取得更轻易采取的体系架构的参考设计,使上市时光比从零开端开辟化成和测试体系的时光快三至四倍,同时也保证了电池化成和测试丈量的准确性、靠得住性。
  
  关于电池测试供给商而言,要知足高效、准确的电池分容化成测试也绝非易事。在模仿前端,驱动电池充电电路的电源须要停止严厉掌握。从更深条理剖析,电池的化成和测试须要亲密监测电池轮回时代应用的电流和电压散布,以避免充电过度和充电缺乏。ADI则是为数不多能知足电池制作商电池化成准确测试需求的专业级供给商之一。
  
  ADI 立异为电池化成和测试设备制作商带来可器量的成果
  
  “一丝不苟”的电池测试体系级处理计划
  
  胡硕秋提到,今朝锂离子电子临盆过程当中化成与测试的计划有两种,一种为线性计划,另外一种为PWM(脉宽调制)。线性计划的功率消费会比拟大,且须要更好的散热设备。今朝市情上的处理计划也依据电池容量的巨细停止了辨别,小容量的依然会采取线性计划,效力低但设备本钱低。而到了6A以上时,功率消费会增多,采取PWM方法就显得更加适合。ADI电池分容化成充放电集成芯片AD8452包括了ADI模仿技术的结晶,可以或许进步锂离子电池化成与分容的体系精度和效力。与传统技术比拟,经由过程集成高精度的前端缩小器和高频率的PWM掌握器,AD8452可以或许在雷同空间内多供给50%的通道,从而扩大容量并进步电池产量。每片AD8452既可以零丁掌握最多30A的充放电流,也能够多片并联,来掌握更大的输入电流。另外,AD8452所采取的开关技术可在放电时收受接管电池的能量,精度明显高于传统开关处理计划,更高的精度也意味着电池包内可以放更多的电芯,有助于延伸电动汽车等运用的电池寿命。
  
  与此同时,AD8452还兼具精彩的检测和监控功效,可以或许有用避免能够招致电池毛病的过度充电和充电缺乏行动,从而进步制作进程的平安性。该器件具有配套的体系仿真演示板,可以或许为测试设备制作商下降研发工程本钱并延长上市时光,也许可制作商设计具有更多功效和更靠得住测试进程的体系。
  
  为了以更低的本钱更快地临盆电池并更精确的取得锂电池的容量,电池体系在化成和测试阶段应用了成百上千的通道,其测试仪拓扑取决于体系的总动力容量,对锂电池的充放电的电流电压丈量的误差请求也明显进步。而充放电过程当中的电流电压掌握精度很大水平上决议了关于锂电池分歧性掌握的靠得住性,须要高机能仪表缩小器和相干的并联电阻来丈量电池充放电电流,即便在卑劣的工场前提下,也要完成±0.05%以上的精度,同时用于监测全部热任务规模内电压的差动缩小器也需实用于此精度程度。“很多客户须要电压测试到达万分之五到万分之一的误差精度,如许对全部丈量掌握电路中的缩小器、ADC/DAC的误差请求也响应进步。”胡硕秋强调道。
  
  现实上,要将上述功效组件归并为一个完全准确的处理计划,并尽量地进步机能和削减体系占用空间,是一个伟大的挑衅,也是ADI将模仿前端、功率掌握和监控电路集成在单个IC AD8452中的缘由之一。胡硕秋指出:“ADI具有抢先的仪表缩小器技术,经由过程把高机能仪表缩小器或差分缩小器与增益设置电阻网络一路集成到芯片中,AD8452可经由过程掌握环路设计、削减校准时光、削减纹波、均流掌握等智能掌握功效,供给高水准的电流电压丈量精度,削减校准周期时光和次数,进一步增长正常运转时光。”别的,更高的开关频率带来了设计的简化和电子组件体积的减少,也削减了所需器件数目和充放电电路板布板面,节俭可高达50%的物料清单(BoM)。所有掌握操作都可在模仿域中完成,无需开辟庞杂的算法,因此该办法还可有用下降软件开辟本钱。与此同时,ADI具有的电流检测缩小器标定和校准技术,同步从多个维度来面改良锂电池分歧性掌握才能的水准,也为环保技术的普及做出进献。
  
  本文总结
  
  正如ADI公司体系处理计划事业部总司理赵轶苗在上半年的一场行业峰会上指出:“中国制作业在新兴家当跟进上速度异常快,与世界先辈程度差距不大,好比锂电家当的蓬勃发展就带动了锂电池临盆测试的需求,今朝中国厂商在锂电测试上走在了前列。”电池技术是新动力汽车的主要驱动力,若何改良电池的丈量精度和应用寿命,增长电池的续航才能、下降本钱,包管应用平安是全行业都面对的挑衅。“在这些范畴,ADI正在积极展开研讨,而且曾经获得一系列前沿性研讨结果。关于与ADI在AD8452上杀青计谋性协作意向的客户,ADI情愿一路就锂电池分容化成的将来睁开商量与协作。”胡硕秋表现。52RD.com  微博存眷:http://weibo.com/52rd  微信存眷:admin_52RD
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