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    [导读]如何保证电动汽车的安全?这关系到汽车电气化的未来之路。在汽车电气化发展中,INV、DC/DC、BMS、OBC是其中的四大关键要素,尤其是更精密的电池监控与保护能力是汽车电气化发展上的一大挑战。

    随着全球对新能源汽车的政策支持,燃油车正在开启退出历史舞台之旅。汽车正在经历着从燃油车向混合动力车,纯电动车的方向发展。

    不过最近,电动汽车着火的事件时有发生,让人们对电动汽车的安全颇有疑虑。

    先有上海特斯拉在地库中无缘自燃,然后是西安蔚来汽车在维修中着火,两次着火事件都与电动汽车的电池有关。

    有专家分析认为,电动汽车没有发生碰撞的情况下出现自燃,或许与电动车厂商一味追求高能量密度、高续航有关,总之,由热失控最终导致燃烧是采用锂电池作为能源的电动汽车厂商们亟需解决的棘手问题。

    如何保证电动汽车的安全?这关系到汽车电气化的未来之路。

    在汽车电气化发展中,INV、DC/DC、BMS、OBC是其中的四大关键要素,尤其是更精密的电池监控与保护能力是汽车电气化发展上的一大挑战。

    众所周知,从混合动力汽车到纯电动汽车,汽车中的电压越来越高,从12V、48V、400V,甚至未来的800V,上千V,汽车电池管理系统的设计越来越复杂,例如:多电池核心电压同步测量、电池测量精度的进一步提升、满足更严格的车规要求等。另外,电动汽车的快速充电和更长时间的续航,这些都是纯电动汽车设计上的新挑战。

    最近,TI公司推出了几款针对电动汽车的新产品和参考设计,可以帮助工程师有效地应对这些挑战。

    可扩展混合动力汽车/电动汽车6S至96S电池监控参考设计(可扩展至378S)(TIDA-01537)是一款高精度混动/电动汽车电池管理系统参考设计,该参考设计支持12 V、48 V至400 V 的电池精度(<1%误差) ,可实现多cell电压同步精确测量 , 它具有小外形尺寸(20mm x 40mm),支持ASIL D级功能 安全。

    电动汽车2.jpg

    新产品BQ79606-Q1精密监视器具有用于电动汽车驱动系统的集成硬件保护器,不仅支持多cell电压同步精确测量 ,同时可支持12V、48V至400V、800V至 1.5 kV范围实现极高测量精度 (<1%误差),集成了辅助ADC,可在扩展温 度范围内监控电芯温度,支持ASIL D级安全标准。同时推出了BQ79606A-Q1评估板——具有集成保护的6通道精密电 池监视器 ,采用菊花链通信端口 ,可堆叠以支持大串数电池 包配置(最多64个模块)

    电动汽车3.jpg

    新产品TMP235-Q1 是一款用于动力总成系统设计的高 精度模拟温度传感器,在千瓦级的功率等级下,保 护动力总成系统免于过热 ,它具有极高的精度,在-40°C至150°C的全工 作环境温度范围内,典型 精度为±0.5°C。

    另一款新产品是集成传感功能的IGBT和SiC隔离式栅极驱动器UCC21710-Q1,具有先进的监控和保护, 可帮助提高牵引逆变器和车载 充电器的整体系统效率。该产品具有高驱动强度,峰值电流可达±10A,降低开 关损耗,响应时间为200ns的过流检测可 实现快速的系统保护,利用业界领先的增强型隔离电容隔离技 术,延长绝缘层的使用寿命,抗浪涌能力 高达12.8kV。同时推出了UCC21710-Q1评估板,提供每通道单独10A峰值输出驱动电流,同时驱动电压可编程。

     

    除此之外,TI还推出了两款参考设计:用于IGBT/SiC栅极驱动器 的4.2W,4.5V至65V输入、紧凑型偏置电源参考设计 (TIDA-020015)和用于混合动力汽车/电动汽 车牵引逆变器功率级的3种 IGBT/SiC偏置电源解决方 案参考设计 (TIDA-020014)

    电动汽车要想实现普及,充电站是一个关键。在充电站设计上,直流充电站具有诸多优势。直流充电站采用模块化转换 器,使得功率水平达到40 kW-350 kW ,可以通过加快开关速度来提 高能量密度,从而优化系统 成本 ,较新的电源拓扑结构可以实 现双向V2G操作,并在较大 的输出范围内提高转换效率。

    此次,TI推出了适用于直流快速充电的3相SiC参考设计(TIDA-010039),该产品98%的功率转换效率可 满足Combo-1电动汽车充电标准,在800 V直 流充电电压时输出可达 10 kW ,基于碳化硅(SiC)器件可实现快速充电,为V2X提供模组化设计 ,易于双向工作。

    精确的监控和保护无疑可以帮助工程师提高电动汽车的系统可靠性,有了这些新产品和参考设计的助力,电动汽车的失火安全问题是否可以解决了呢?

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