【導讀】在更嚴格的二氧化碳管制和更具環(huán)保意識的消費者的推動下，轉(zhuǎn)向電動汽車的速度繼續(xù)加快，預計到2025年，汽車總銷量的有10%將由電池供電，目前只有不到1%。1 高昂的電池成本是這個進程的阻力，其仍然占到了汽車總成本的約一半。
在更嚴格的二氧化碳管制和更具環(huán)保意識的消費者的推動下，轉(zhuǎn)向電動汽車的速度繼續(xù)加快，預計到2025年，汽車總銷量的有10%將由電池供電，目前只有不到1%。1 高昂的電池成本是這個進程的阻力，其仍然占到了汽車總成本的約一半。
盡管有諸多因素決定電池的成本，但后段工藝仍然是制造商可以在降低成本方面取得進展的領(lǐng)域之一。 具體來說，就是電池的化成和測試過程。其在電動汽車電池的成本中占比可以高達20%。
電池化成和測試是一個耗時的過程，涉及多次充電和放電以激活電池的化學性質(zhì)，時間可長達兩天。這個必要的過程使得電池可以被投入實際使用，且對于確保電池的可靠性和質(zhì)量至關(guān)重要。 這個過程極其緩慢，因此是阻礙電池制造提高產(chǎn)量從而降低電池生產(chǎn)總成本的重要瓶頸之一。電動汽車電池制造商與擁有化成和測試系統(tǒng)專業(yè)知識的供應商之間的合作伙伴關(guān)系，使他們能夠更多地關(guān)注在這一關(guān)鍵制造階段減少所涉時間和成本，同時仍保持先進電池化學制品所需的精確性。
產(chǎn)量提高等同于電池成本下降
為了降低電池成本，制造商需要統(tǒng)籌兼顧，首先利用供應商的系統(tǒng)級專業(yè)知識來減少整體電池測試電路面積大小，同時增加通道的數(shù)量。需要注意的是，兩者必須同時保持電池化成和測試測量的準確性、精確性、可靠性和速度，確保滿足安全、性能和可靠性要求。
這并不容易做到。在前端，驅(qū)動電池充電電路的電源需要進行嚴格控制。在更深層面，電池的化成和測試需要密切監(jiān)測電池循環(huán)期間使用的電流和電壓分布，以防止充電過度和充電不足。這既確保了測試期間的安全性，又最大限度地延長了電池使用壽命，從而大幅降低最終用戶的總擁有成本。
要進行這些重要的電池測量，需要質(zhì)量很高的儀表放大器(in-amps)和相關(guān)的并聯(lián)電阻來測量電池充電/放電電流，即使在惡劣的工廠條件下，也要實現(xiàn)±0.05%以上的精度。用于監(jiān)測整個熱工作范圍內(nèi)的電壓的差動放大器也適用于此精度水平。
將這些組件合并為一個完整的解決方案有多種方式，但要最大限度地提高性能和減少系統(tǒng)占用空間，這是一個重大的挑戰(zhàn)。這就是ADI將模擬前端、功率控制和監(jiān)控電路集成在單個ICAD8452中的原因。這些IC可以包括電池反向電流預防功能、過壓保護開關(guān)和防止電池充電過度 的智能控制功能，它們可以減少50%的系統(tǒng)占用空間。這套功能允許電池制造商將更多的功能整合到測試系統(tǒng)中，同時更有效地利用工廠的空間。此外，它們還允許制造商設(shè)計具有更多功能和更可靠測試過程的系統(tǒng)。
高效的功率轉(zhuǎn)換同樣可以提高系統(tǒng)性能。通過使用先進的開關(guān)電源架構(gòu)，測試系統(tǒng)可以通過與電網(wǎng)進行雙向能量交換來最大限度地減少功耗。高效的功率轉(zhuǎn)換也減少了對熱管理設(shè)備的需求，熱管理設(shè)備會增加系統(tǒng)的總體成本和功耗。最終的結(jié)果就是減少了能源的浪費和制造成本。要實現(xiàn)這些功能，就需要了解系統(tǒng)特性，如隔離柵極驅(qū)動器，以支持更新一代的碳化硅和氮化鎵開關(guān)電源技術(shù)對于更高切換速度的要求。
與擁有系統(tǒng)級專業(yè)知識和廣泛產(chǎn)品系列的供應商密切合作的好處不僅僅是獲得更復雜的組件和構(gòu)建塊。它還使電池制造商能夠獲得更容易采用的系統(tǒng)架構(gòu)的參考設(shè)計，使上市時間比電池制造商從零開始開發(fā)化成和測試系統(tǒng)的時間快三至四倍。
預計全球電動汽車需求將以21%的復合年增長率增長到2021年，2 因此電池制造商和供應商之間最需要的就是密切合作。供應商需要提供可靠的、經(jīng)過驗證的解決方案，使制造商系統(tǒng)的效率能夠更上一層樓。最好的供應商可以幫助制造商更快地將這些新功能投入市場，最終使電池和電動汽車生產(chǎn)蓬勃發(fā)展。
(來源：ADI ,Vikas Choudhary )
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