重新构想未来的车辆的讨论,第三部分
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是什么让我们暂时坚持使用电池?据我了解,这有两个组成部分。正如我们刚刚描述的那样,一个是监控电池,另一个是管理它。我所知道的是,电池通常实际上是一个电池组中的多个电池。管理需要弄清楚如何在电池组内的不同电池之间分配消耗和负载。总是这样吗?当我们从一种电池类型切换到另一种电池类型时会出现这种情况吗?回答这个问题,然后我会问你一点监控和管理技术本身,芯片本身。
电池管理需要考虑的几件事。EV 中的电池组是电池的集合。根据化学性质,电压会略有不同,在 3.6 伏或 3 到 4.2 伏范围内。同样,这取决于我们使用的化学物质。但是这些都是串联和并联堆叠的单个电池。因此,如果你有一个 400 伏或 800 伏的堆栈,你可以串联 200 个电池。加上许多并联电池串,从电池的安培小时或千瓦时角度获得我们需要的容量。
现在,我们必须考虑的是,我们是绝对正确的,我们在问题中提到了这一点:我们如何管理每个电池的电压和电荷?我们可以允许一个电池具有驱动电压高于另一个电池的电流。所以目标是保持电池电压和电荷在电池之间相等,并且有办法解决这个问题。通过诸如被动平衡甚至主动平衡之类的技术,我们认为这是一种趋势,可以在充电和放电期间保持电池的充电和充电状态。所以,有那一块。
这里要考虑的另一件事是沟通。这些电池分散在整个车辆中。因此,有一个中央电池管理单元负责将电池组视为一个整体。它正在查看堆栈的总电压,查看其他信息(温度等)——这也是在电池级别测量的。但是你如何从这些电池中的每一个,这些电池监控单元中获取信息到电池监控单元。
传统解决方案将有一个有线系统,其中一个电池监控单元将与下一个、下一个等进行通信,依此类推,直到我们到达电池管理单元。所以它就像一个菊花链或环路。这是一种行之有效的方法。它在这个行业已经存在很长时间了。挑战在于,当我们有电线时,我们必须手动或可能通过制造过程自动安装这些电线。这些电线可能会断裂,连接会随着时间的推移而腐蚀。然后,如果其中一个电池坏了,我们将如何维修它?因此,这里的许多挑战现在导致市场更多地关注无线方法,实际上,我们可以将无线电集成到不再以菊花链通信的每个小区监控单元中,
TI 在该领域拥有非常强大的产品,具有专有无线协议的 2.4 GHz 简单链路设备真正使无线 BMS 成为现实,并具有反向通道通信、安全链路、高可靠性和目标包错误率极低,极小的再次确保电池非常可靠并满足原始设备制造商的需求。
因此,电池管理领域发生了很多事情,涉及多种化学物质以及传感和通信技术。
随着车辆变得更加电气化——不仅是电动传动系统,而且我的意思是所有的驾驶员监控系统、驾驶员辅助系统——现在随着驾驶舱娱乐系统变得越来越复杂,我们是否仍然在借鉴同一个电池组?汽车公司是否正在考虑为车内物品使用不同的电池组,而为传动系统考虑另一种电池组?还是仍然是一个大单位?
如果我们考虑今天的内燃机汽车,我们有两种能源。你有燃料,然后你有一个铅酸电池。我想说,电动汽车有多种趋势。有些汽车将配备 400 伏电池组,然后还有铅酸电池,用于低压电子设备。因此,一个 400 伏和一个 13 伏半的电池为汽车内的许多不同负载供电。
现在,有两个方向的趋势。一种是用锂离子电池代替重铅酸电池,用于低压电子设备。不仅如此,我们还看到了真正摆脱低压电池本身的市场趋势。如果你有一个高压电池,你就有一个能源。所以也许代替电池,使用 DC 到 DC 转换器将 400 伏或 800 伏降到 12 伏怎么样?然后我们可以将 12 伏的电压路由到整个汽车。
你提到了 ADAS,你提到了信息娱乐系统。我以前听过这个类比。但如果从配电的角度考虑,它有点像带轮子的服务器。在数据中心,我们可以使用交流电,创建一个运行背板的 12 伏电压,我们有可以单击的服务器刀片。这是一个类似的概念,我们可以使用 400、800 伏电压,创建一个 12 伏电压. 这为我们的 ADAS 系统和信息娱乐系统提供动力。
我们经常忽略的电动汽车中需要的另一个系统是关于 HVAC 系统?在燃烧汽车中,我们可以免费获得热量。虽然电动汽车的效率很高,但没有多余的热量可以用来加热机舱。那么,我们如何在汽车内进行 HVAC?TI 拥有我们的 C2000 微控制器产品组合,这些微控制器已从事电机控制数十年。我们看到 C2000 为我们的隔离式和非隔离式栅极驱动器提供了大量机会,这些驱动器实际上为这些新的压缩机架构提供动力。
你碰上了它:DMS。我们看到来自欧洲和其他地方的大量法规关于如何实施这些法规以及那里的要求。以及通过 ADAS 系统使驾驶更安全。百分之五十的事故发生在十字路口或附近。那么我们如何让驾驶更安全呢?这些系统都将与高压电池、低压电池或汽车内产生的大约 12 伏的分布式电压相关联。