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借互联网思维解决充电桩运营难题

 方珺逸 2015-08-22
  目前中国的新能源汽车充电桩规模较小,潜力巨大,我国新能源汽车大概有12万辆规模,累计建成充电桩仅为3万个左右,以充电接口与新能源汽车数量比例不低于1:1这一标准来看,充电桩的规模远远“供不应求”。加上政策不断向新能源倾斜,各地对充电桩建设补贴力度也在加大,有专家预测,到2020年充电市场规模可达1000亿元。

然而,包括电池寿命及成本、续航里程问题、电机技术、转换器效率等因素影响了新能源汽车的使用体验,同时,充电桩的充电时长过长、盈利难、维护成本高等因素影响了充电桩的建设。本刊针对新能源汽车及充电桩所涉及到的技术难题,采访了多家半导体公司,介绍了优化新能源汽车性能的技术及解决方案,同时,也采访到了充电桩运营公司,其新颖的互联网运营方式可以对当前不理想的充电桩运营市场带来一些启示。

新技术应对新能源车需求

得益于近些年来,中国政府不遗余力的对于新能源汽车的推广,消费者对于新能源汽车的接受度开始提高,包括车厂、方案提供商、半导体厂商、基础设施配套厂商也积极加入到新能源车市场中来,其中,半导体厂商均在擅长领域推出适用于新能源汽车的新品,包括MCU、动力电池、功率器件等。

ADI公司汽车电子事业部大中华区市场经理许智斌指出,在中国国家政策的支持背景下,我们预测国内新能源汽车在接下来的几年时间里会持续发展,与此同时,在完善电动车技术和提供充电桩等基础设施方面也需要一定的时间做进一步改进。

另外,随着不断出台的激励政策,混合动力(HEV)和纯电动车(EV)会得到社会以及消费者越来越多的关注,混合动力车和电动车的锂电池技术必然有所突破,这时如何有效地监控锂电池使用情况,并保护汽车的运行系统就变得非常重要。越来越优异的电池工艺技术的出现,结果使得电池充放电曲线更加平坦,所以电池管理芯片需要拥有更高的测量精度。另外,由于锂电池的失效特性,电池管理系统的可靠性和安全性至关重要。国内厂商开始关注系统级的安全性设计,以及ISO26262标准的引入。

图 1 凌力尔特公司信号调理产品部高级产品市场工程师Greg Zimmer《电子工程专辑》
图 1 凌力尔特公司信号调理产品部高级产品市场工程师Greg Zimmer

而日本厂商瑞萨则在新能源汽车专用MCU领域有着领先的市场占有率,比如在HEV主驱电机领域,瑞萨的MCU产品在2013年取得了全球84%的市场份额。据瑞萨电子汽车业务中心经理于宗源则介绍,瑞萨推出了一系列的专用MCU产品以对应新能源车的特殊需求。目前瑞萨在主驱电机控制器方面,推出了SH72AW/AY系列,以及后续的RH850/C1X系列。相比同类型产品,这两个系列的产品均有如下特点:内置旋变解码器(AU680x),6通道同步采样ADC模块,以及电流环固件电路(FOC算法)。目前SH72AW/AY已经进入量产阶段, RH850/C1X还处于研发阶段,目前可以提供样品。

另外一家日本厂商东芝则专注于提供电池解决方案。该公司针对新能源汽车领域,推出了一种创新性可充电锂离子电池SCIB,具有优异的安全特性。采用新的氧化物材料,即便由于外力等原因引发内部短路的情况下,也不容易产生热失控。另外,SCIB电池具有10000次以上充放电的超长寿命,能够在6分钟内完成快速充电,功率密度与超级电容相当,具备-30℃的低温工作特性。

德州仪器则为新能源汽车提供了丰富的模拟产品,例如BMS(电池管理系统)。凭借其在新能源汽车应用领域长期的投入,德州仪器能够提供从分立到集成、适用各类安全标准的模拟器件。“例如,为配合C2000电机控制系统的高度可靠性要求,德州仪器即将推出PGA411 Resolver角度传感器,该芯片具有高度的集成性,包含时钟监测,内置12bit并列模拟/编码输出;遵从ISO26262标准;集成运放及驱动电源,并带有短路保护功能,可极大地简化客户的系统设计,并提升系统安全性。” 德州仪器大中华区汽车业务拓展经理姚志成说。

图 2 ADI公司汽车电子事业部大中华区市场经理 许智斌《电子工程专辑》
图 2 ADI公司汽车电子事业部大中华区市场经理 许智斌

模拟类产品巨头凌力尔特也致力于电池组监视器的研发,凌力尔特公司信号调理产品部高级产品市场工程师Greg Zimmer指出,这些监视器是完整的电池监视 IC,兼有多种复杂功能,例如精准 ADC、精确电压基准、高压多路复用器和串行接口,以允许监视12节串联连接电池的电压。当串联时,这些监视器允许测量一个大型高压系统中每一节电池的电压。

其中性能最强的监视器是LTC6804,这款第三代IC具16位分辨率和高于0.04%准确度,可测量多达12节、电压高达4.2V的串联连接电池。

本文下一页:多因素阻碍新能源汽车发展


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