新能源汽车市场标杆效应渐显,电池管理系统成助攻利器

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今年汽车行业“凛冬将至”,比往年更冷?随着部分零部件厂商发布财报,预期终端需求将不增反减,多年来首次下滑的数据牵动上游厂商的神经。然而,中国汽车工业协会公布数据称,1-9月新能源车产销量以近70%的增长率猛冲直前,显示出在整体车市出现负增长时新能源汽车的增长动能仍异常强劲。另一个刺激性的消息是,特斯拉提前发布Q3财报称,作为北美市值最高的车企、电动汽车制造商,创立15年来首次实现真正意义上的季度盈利,靠的是新能源汽车销售,而非业界所认为的“销售新能源积分获利”。

图1:2018年1-9月中国新能源汽车产销同比增长超70%

多年前,新能源汽车还是个新生事物,前景很美好,但技术难度也很高,传统车厂巨头纷纷表示,新能源汽车发展过快将导致大多数制造商都无法盈利、损害行业利益,呼吁同行放缓电动汽车研发进程。然而,特斯拉等终端造车新势力、宁德时代和比亚迪等Tier1以及对新技术发展有所洞见的半导体厂商纷纷入场布局,如今新能源汽车逐步克服动力电池成本高、续航里程短、安全性堪忧、充电设施投入少等问题,消费者接受度越来越高,市场成绩十分亮眼。

至此,不管是从政策还是从市场来说,传统车厂巨头都不得不加速对新能源汽车领域技术、产品、供应链到服务体系的投入,近日一汽获得万亿授信将发力新能源、大众2020年推出价格仅为特斯拉一半的电动汽车等消息不绝于耳,也正是这种趋向的市场化体现。这些有深厚资金、人才、渠道等资源积累的巨头们加入,将极大推动新能源汽车市场的高速发展。

图2:BEV整车成本构成,来源:网络,盖世汽车研究院综合整理

汽车行业的未来在于新能源汽车。新能源汽车的核心在于电池、电机、电控等三电。盖世汽车研究院数据表明,纯电动汽车(BEV)中的汽车电子占整车成本的比例在60%以上。其中,电池占整车成本的比例高达42%,且其性能直接影响续航以及安全,可说是三电中最易为消费者感知的核心部件。业内人士指出,特斯拉Model3的销量暴增,就是因为相比前代ModelS,其换用的新型电池单体电池容量提升35%,成组后能量密度提升20%,且成本降低了约9%。理论上来说,电池容量每提升10%,循环寿命大约会降低20%,充放电倍率降低30-40%,同时电芯会有20%左右的升温——温度升高20%和循环寿命减少20%是电动汽车致命的缺陷。但从目前市场反馈来说,特斯拉Model3的电池管理系统做得比较出色,抵消了这些负面影响。

确实如此。新能源汽车电池的核心在于BMS(电池管理系统)——激进点的人甚至认为“没有BMS的电池包就是一个炸弹”。BMS是基于电池监控IC和隔离技术,通过对电池的热管理,启停电池冷却系统,监控每节电池的健康状态(SOH);通过控制系统中单体电池的充电、放电和容量平衡,控制每节电池的充电状态(SOC),防止单体电池过充过放产生危险;并不断确认自身处于正常运行状态,确保对整体电池的健康状态的实时监测以满足汽车功能安全要求。BMS可以提高电池组效率、延长寿命并确保安全性,已成为新能源汽车提升续航里程、降低整车成本的重要设计考虑点。

以高性能模拟芯片大厂ADI最新一代锂电池BMS解决方案来说,基于ADI最新的第四代锂离子电池监控IC产品LTC6811、专为汽车应用优化的数字隔离器iCoupler?和独特的集成电源数字隔离器解决方案isoPower?,具备高精度监控功能,满足ISO26262功能安全标准要求,在苛刻的环境下能够保持良好的性能,提供可靠、安全的电量管理,并能有效降低系统的整体成本,助力电池供应商以及终端车厂在新能源汽车市场中取得更优表现。

据ADI官方资料介绍,ADI锂电池监控IC产品已经发展到第四代,安全性、精度和功能不断提升,始终是业界最佳选择。LTC6811是ADI最新的高性能电池监控IC产品,分别能够对12个通道的电压和温度进行监测(未来产品提供更灵活的通道数),极限精度优于1.2mV;可采用菊花链连接;提供业界最快的转换速度和最佳数据保护;可在290μs内检测12个通道的数据;并提供被动式电池单元平衡控制功能。与前一代产品LTC6804相比,LTC6811成本更低,提供额外的滤波器截止频率、额外的被动和主动平衡控制功能、新的ADC命令以及额外的容错范围以保证功能安全性。

图3:ADI推荐BMS解决方案框图:菊花链架构

ADI专为汽车应用优化的数字隔离器iCoupler?,具有高速率下最低功耗性能的同时,还具有封装尺寸小、通道选项多的优势,所需组件量和占用电路板面积都最小。isoPower?是ADI独特的集成电源数字隔离器解决方案,它提供隔离电源和多通道数字隔离功能;与分立式DC至DC隔离器加数字隔离器的方案相比,isoPower的成本更低、占用面积更小。

图4:ADI高性能监控IC+隔离方案,安全可靠的守护神。

基于长期积累的汽车电子市场广泛经验,ADI针对汽车能量管理提供更高效率、更高可靠性和安全性的完整解决方案,让电池管理和动力总成等系统保持高性能的同时变得更小、更轻、更可靠,助力更环保高效的未来汽车早日在中国落地。

图5:ADI针对汽车能量管理的完整解决方案。

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