鋰電池監(jiān)控和保護(hù)

    ADI最新推出的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，集成了包括電壓和電流測(cè)量、信號(hào)隔離以及安全監(jiān)控在內(nèi)的所有必需元件，可滿足鋰電池制造商和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的各種需求。ADI汽車電子部副總裁ThomasWessel表示，隨著面向高壓能源、工業(yè)和汽車領(lǐng)域的能源儲(chǔ)存應(yīng)用，鋰電池的應(yīng)用日益普遍，進(jìn)而刺激了對(duì)更安全、更高性能電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的需求。

    采用鋰離子技術(shù)的電池組由大量的單個(gè)電池單元堆疊而成，電壓可高達(dá)幾百伏。為了確保安全使用，改善電池性能并延長續(xù)航時(shí)間，必須對(duì)每個(gè)電池單元進(jìn)行監(jiān)控和平衡。ADI鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)包括一個(gè)安全監(jiān)控器AD8280，該集成式解決方案可監(jiān)控6個(gè)電池單元的電壓和兩路溫度輸入。該器件由電池組供電，可以針對(duì)過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨(dú)式報(bào)警。同時(shí)，該設(shè)計(jì)方案替換了昂貴的分立器件方案，降低功耗并減小系統(tǒng)空間。

    相對(duì)于傳統(tǒng)汽車電子，混合動(dòng)力汽車對(duì)監(jiān)測(cè)電池穩(wěn)定性的器件有了更高的要求，因?yàn)榛旌蟿?dòng)力汽車（HEV）采用鋰離子電池替代鎳氫電池已是趨勢(shì)，但鋰離子電池本身存在著不穩(wěn)定性。而作為混合動(dòng)力汽車的核心技術(shù)，IGBT和MOSFET，都需要先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方案來確保其安全工作。此外，對(duì)于混合動(dòng)力車另一個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)就是高電壓，傳統(tǒng)轎車使用的是12V的電源系統(tǒng)，而HEV卻需要從600V到1200V范圍的高電壓，這對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器和功率管理IC等器件的要求更高。ThomasWessel認(rèn)為，這正是ADI的鋰電池監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的用武之地。

    降低油耗的相關(guān)技術(shù)

    節(jié)能降耗不僅僅是針對(duì)新能源車，傳統(tǒng)汽車和新能源車均能通過大幅提升能效而達(dá)到節(jié)能減排的效果。NXP半導(dǎo)體汽車電子事業(yè)部全球銷售與市場副總裁DrueFreeman表示，盡管大家都看好新能源汽車，但短期內(nèi)新能源汽車還難成市場主流，所以研究傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車如何節(jié)能是目前的當(dāng)務(wù)之急，當(dāng)然為此開發(fā)的解決方案同時(shí)也要兼顧到純電動(dòng)車、混合動(dòng)力車的需求。

    DrueFreeman認(rèn)為，汽車電子有5項(xiàng)可以明顯降低油耗的相關(guān)節(jié)能技術(shù)值得人們關(guān)注：

    1、自動(dòng)啟停技術(shù)可以節(jié)油4?10%。按照預(yù)測(cè)，到2015年中國會(huì)有30%的汽車裝上自動(dòng)啟停系統(tǒng)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)中各部件間通訊與協(xié)調(diào)非常重要，探測(cè)汽車速度的傳感器及MOSFET就是不可或缺的，NXP的CAN和FlexRay總線技術(shù)能使車內(nèi)通訊更快捷且可靠性更高。Drue表示，采用啟停系統(tǒng)會(huì)引起電壓高低起伏，因此相關(guān)電子器件就要有很好的適應(yīng)性，NXP的D類放大器可以在引擎啟動(dòng)或重啟時(shí)依舊保持優(yōu)異的性能，即使在電壓降到6V時(shí)也能保持汽車娛樂的正常使用。

    2、電子助力轉(zhuǎn)向（EPS）技術(shù)可節(jié)油5%左右。

    擁有EPS系統(tǒng)的汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器會(huì)感知到轉(zhuǎn)向盤的力矩和將轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，然后將這些信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電子控制單元再據(jù)此向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出動(dòng)作指令，使電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向。當(dāng)汽車無需轉(zhuǎn)向時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)處于休眠狀態(tài)待命。此外，由于不再需要液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、V型傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐等部件，EPS系統(tǒng)同時(shí)可以減少占用空間和車身重量。

    3、從賽車移植而來的雙離合變速器技術(shù)可節(jié)省10%的油耗。所謂雙離合器變速器，就是采用兩個(gè)離合器來控制換檔，由于在整個(gè)換擋期間能確保最少有一組齒輪在輸出動(dòng)力，從而不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力中斷狀況，并在8ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)換檔。NXP的FlexRay總線技術(shù)在雙離合變速器技術(shù)中的使用，不同于傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱中變速箱與齒輪直接連接，而是電子式連接以提高換擋速度。

    另外，在雙離合技術(shù)中，感應(yīng)器也要非常精確，而且是非接觸式的感應(yīng)器，這些都是對(duì)汽車電子供應(yīng)商的技術(shù)挑戰(zhàn)。Drue表示，NXP的磁阻角度傳感器、極低電阻的MOSFET等能極好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。而對(duì)于下一代的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，NXP由于在CAN上的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)也占據(jù)著強(qiáng)有力的市場競爭位置，而高速、高可靠性、容錯(cuò)能力強(qiáng)的下一代車載信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)FlexRay在轉(zhuǎn)向應(yīng)用中非常適用，這又是NXP的技術(shù)優(yōu)勢(shì)所在。

    4、實(shí)現(xiàn)16%節(jié)能效果的TelemaTIcs技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車與車、車與外部信息系統(tǒng)之間的通訊，這樣駕駛員就可以及時(shí)獲得路況信息，選擇最佳路線，避開擁堵路段。據(jù)悉，在Telematics技術(shù)解決方案上，NXP有ATOP（AutomoTIveOnboardUnitPlatform）模塊，這是一種低成本、單器件的模塊，目前已在歐洲汽車市場中應(yīng)用。

    5、車身電子局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是NXP正在推廣的新技術(shù)——其基本設(shè)計(jì)思路是讓網(wǎng)絡(luò)中不在工作的節(jié)點(diǎn)處于超低功耗下的休眠狀態(tài)，等需運(yùn)行時(shí)再將其喚醒。Drue表示，局域網(wǎng)技術(shù)是NXP在車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，NXP的產(chǎn)品可以讓處于休眠狀態(tài)的電子控制單元的電流消耗低至25μA。

    EMC的保護(hù)

    在汽車電子領(lǐng)域，設(shè)計(jì)者必須保證引擎管理系統(tǒng)不受手機(jī)使用者的影響，這就需要EMC的保護(hù)。MILMEGA近日面向中國市場推出了三種針對(duì)80MHz～1GHz頻率應(yīng)用的產(chǎn)品，即250W、400W和750W固態(tài)高功率寬帶放大器，新產(chǎn)品里用到了寬帶隙技術(shù)。

    商用寬帶隙半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，如采用碳化硅(SiC)以及氮化鎵(GaN)材料生產(chǎn)的器件，為放大器設(shè)計(jì)工程師提供了大功率密度的器件。新產(chǎn)品使用到的另一個(gè)技術(shù)是MILMEGA獨(dú)創(chuàng)的CSA（CorporateStructureAmplifier，組織式結(jié)構(gòu)放大器）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它也同樣能夠幫助固態(tài)高功率寬帶放大器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。這種結(jié)構(gòu)的放大器，由其中小功率高增益前置放大器驅(qū)動(dòng)幾個(gè)并聯(lián)的大功率低增益HPA。前置放大器模塊能驅(qū)動(dòng)多個(gè)并聯(lián)的HPA（允許合并器/分離器損耗），從靈活性、可靠性以及維護(hù)和升級(jí)的角度，給功率放大器提供了一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。

    MILMEGAIF放大器通過取消內(nèi)部連接接口，包括一些網(wǎng)絡(luò)接口等，最終實(shí)現(xiàn)模塊化產(chǎn)品而節(jié)省系統(tǒng)空間。

    這些模塊采用組織式放大器方法，其中包括驅(qū)動(dòng)、串聯(lián)控制器、功率模塊等，這樣的開發(fā)模式使得單個(gè)模塊的可靠性得到最大程度的保證。另一個(gè)好處是，如果其中某個(gè)模塊出現(xiàn)問題，其它模塊仍能夠正常工作，這就不會(huì)因一個(gè)模塊問題導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的宕機(jī)。MILMEGA總經(jīng)理PatMoore表示，商用抗擾度測(cè)試系統(tǒng)需要達(dá)到6GHz（目前為1GHz），這對(duì)商用EMC市場中的高功率寬帶放大器提出了更多挑戰(zhàn)，如要求頻率范圍在80MHz～6GHz的單一產(chǎn)品，具有1GHz、2.7GHz和6GHz的可見升級(jí)路徑，在任何負(fù)載下都能無條件保持穩(wěn)定，具有高可靠性和最少的停機(jī)時(shí)間等。而這些挑戰(zhàn)MILMEGA都有相應(yīng)的解決方案。

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