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我們到了嗎?

發(fā)布時(shí)間:2013-03-13 來(lái)源:電子元件技術(shù)網(wǎng) 責(zé)任編輯:hedyxing

【導(dǎo)讀】在我慢慢長(zhǎng)大的過(guò)程中,郵件是用一輛 Grumman Kurbwatt 電動(dòng)廂式貨車(chē)投遞的。如今,Kurbwatt 已不復(fù)存在,郵件由工作人員徒步投遞。也許這是兩黨合作的少有范例,因?yàn)闊o(wú)論是否“綠色”信徒,均將此視為一項(xiàng)成功。然而,Kurbwatt 提醒我們,電動(dòng)汽車(chē)始終無(wú)處不在,即使你并沒(méi)有注意到它。

事實(shí)上,電動(dòng)汽車(chē)的提法可以一直追溯到 19 世紀(jì)早期。首批電動(dòng)汽車(chē)使用不可再充電的電池,而伴隨著每一次電池改進(jìn),都會(huì)出現(xiàn)更加實(shí)用的電動(dòng)汽車(chē)版本。

實(shí)際上,100 多年前,比利時(shí)人制造的電動(dòng)賽車(chē) La Jamais Contente 就創(chuàng)造了陸地時(shí)速 68 mph 的世界紀(jì)錄1。電動(dòng)汽車(chē)在 20 世紀(jì)早期很流行,因?yàn)榕c汽油燃料汽車(chē)相比,電動(dòng)汽車(chē)有諸多優(yōu)勢(shì):沒(méi)有內(nèi)燃機(jī) (ICE) 所產(chǎn)生的震動(dòng)、氣味或噪聲,也不需要手搖發(fā)動(dòng)或換檔。

就電動(dòng)汽車(chē) (EV) 而言,不幸的是,電池技術(shù)的發(fā)展速度不夠快,趕不上內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展速度,因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)使用便宜且汽油供應(yīng)充裕。那時(shí)和現(xiàn)在,電動(dòng)汽車(chē)要想取得成功,電池技術(shù)都是最關(guān)鍵的因素。由于沒(méi)有市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力,因此在 20 世紀(jì)的大部分時(shí)間里,電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)的發(fā)展慢如蝸牛就毫不奇怪了。

現(xiàn)在,新的時(shí)代到來(lái)了,石油的代價(jià) (就價(jià)格和環(huán)境而言) 過(guò)高迫使全世界都在尋求能源利用的多樣化。電力是實(shí)現(xiàn)能源利用多樣化的關(guān)鍵,在這種情況下,電動(dòng)汽車(chē)必須發(fā)揮作用。電力幾乎可以用任何可用能源 (核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、煤、汽油、柴油、乙醇、氫氣、牛糞 … 等等) 產(chǎn)生。從某種意義上來(lái)說(shuō),電力是通用的。

電動(dòng)汽車(chē)的全球標(biāo)準(zhǔn)有可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),并消除大量在各地支持燃油消耗的基礎(chǔ)設(shè)施。此外,與內(nèi)燃機(jī)相比,電動(dòng)汽車(chē)的能效高得多??勺兊钠?chē)驅(qū)動(dòng)負(fù)載適合電動(dòng)馬達(dá)而不是內(nèi)燃機(jī),因?yàn)樗诘娃D(zhuǎn)速時(shí)提供很大的扭矩。內(nèi)燃機(jī)僅在很窄的轉(zhuǎn)速和負(fù)載范圍內(nèi)能以最高效率工作。因此,為了滿足峰值加速需求,內(nèi)燃機(jī)的尺寸必須特別大,而且內(nèi)燃機(jī)將汽油能量轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)能量的效率一般為 20%。而另一方面,電動(dòng)馬達(dá)將電能轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)能量時(shí),典型效率為 90%。此外,電動(dòng)馬達(dá)在怠速熄火時(shí)不會(huì)浪費(fèi)能量,而且電動(dòng)系統(tǒng)有潛力通過(guò)再生制動(dòng)恢復(fù)機(jī)械能。

然而,要真正成為汽油燃料的競(jìng)爭(zhēng)者,電池技術(shù)將需要做出很多改進(jìn)。隨著能極大地提高能量密度和功率密度和新的電池化學(xué)組成的出現(xiàn),為了使這類電池能投入實(shí)際使用,電池管理的復(fù)雜性也極大地提高了。充電周期、批次差別和不同的環(huán)境條件都會(huì)使各節(jié)電池的容量隨著時(shí)間推移而減小和分化。使情況更為嚴(yán)重的是,強(qiáng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的電氣環(huán)境具有以下特點(diǎn):大量電氣噪聲、瞬態(tài)尖峰、高壓和寬工作溫度范圍。此外,電子產(chǎn)品必須具有極高的可靠性和極長(zhǎng)的壽命,因?yàn)榭蛻粢蚜?xí)慣于今天的內(nèi)燃機(jī)車(chē)的高性能和長(zhǎng)久性,因此會(huì)要求任何替代技術(shù)都具有同樣的特點(diǎn)。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),凌力爾特已經(jīng)為電動(dòng)汽車(chē) (EV) 和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) (HEV) 市場(chǎng)推出了開(kāi)創(chuàng)性的電子器件。2008 年,凌力爾特推出了 LTC6802,這是一款單片 IC,能對(duì)電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)所需的大型高壓電池組實(shí)施精確監(jiān)視。這款電池監(jiān)視 IC 將數(shù)據(jù)采集任務(wù)壓縮到了單個(gè)器件中,能支持長(zhǎng)串電池。結(jié)果,與過(guò)去的分立式解決方案相比,該 IC 極大地提高了性能、成本效益和空間利用率。這款完整的電池測(cè)量 IC 包括一個(gè) 12 位 ADC、一個(gè)精確的電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高壓輸入多路轉(zhuǎn)換器和一個(gè)串行接口。每個(gè) LTC6802 都能測(cè)量多達(dá) 12 節(jié)串聯(lián)的電池;該器件的專有設(shè)計(jì)允許多個(gè) LTC6802 串聯(lián)疊置,而無(wú)需光耦合器或隔離器,從而允許對(duì)長(zhǎng)串串聯(lián)連接的電池中的每一節(jié)電池進(jìn)行精確的電壓監(jiān)視。

2009 年,凌力爾特推出了 LTC6802 的伴隨器件 LTC6801,從而為這類高壓電池組提供了冗余監(jiān)視。在經(jīng)過(guò)為期兩年的生產(chǎn)及對(duì)設(shè)計(jì)的上路驗(yàn)證后,凌力爾特推出了第二代電池監(jiān)視 IC LTC6803。憑借真實(shí)的汽車(chē)體驗(yàn),該第二代產(chǎn)品滿足了眾多要求:例如抗噪聲能力更佳、與更多種電池兼容、更低功耗以及廣泛的自測(cè)試功能以實(shí)現(xiàn)安全 / 可靠的運(yùn)行。

LTC6803
LTC6803

電動(dòng)汽車(chē)正在進(jìn)入主流汽車(chē)行列,LTC6803 等尖端的測(cè)量器件是電動(dòng)汽車(chē)取得成功所必不可少的。這類器件不僅要提供準(zhǔn)確的測(cè)量、監(jiān)視和控制,還必須在非常艱難的條件下,可靠地長(zhǎng)期運(yùn)行。LTC6803 正在證明哪些事情是可能做到的,而面向電池管理、監(jiān)視、平衡、電源管理以及更多應(yīng)用的新一代器件已露出端倪。在不久的將來(lái),我們能最終消除內(nèi)燃機(jī)造成的振動(dòng)、氣味和噪聲,毫無(wú)遺憾地向前發(fā)展。今天的內(nèi)燃機(jī)車(chē)得益于超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的專注發(fā)展。我相信,隨著電動(dòng)汽車(chē)重新獲得關(guān)注,這類汽車(chē)將在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)證明其價(jià)值。
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