行业互联网|汽车电气化的八大难点，TI有答案
在全球范围内 ， 无论是帮助汽车制造商减轻内燃机负担 ， 抑或是过渡到全电动汽车 ， 我们都需共同努力 ， 重新构想汽车业愿景并减少排放 。电气化已被证明是减少排放的较适宜的工具 ， 但随着车辆内电压升高 ， 如图1所示 ， 监测和维护子系统显得格外重要 。
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图1：从混合动力到电动汽车的路线图
正是基于监测和维护子系统的持续创新发展 ， 混合动力/电动汽车（HEV/EV）的上市时间正在不断提速 ， 同时更大限度地延长驾驶时间并确保乘客安全 。但与此同时 ， 关于电池管理系统和牵引逆变器系统中的监测和维护 ， 依然存在一些技术难点 。以下便是最为常见的八大问题及TI的建议 。
1.如何增加能量密度和系统效率提高混合动力/电动汽车续航能力？
将相同尺寸的功率输出加倍可大量节约成本 ， 还有助于快速充电 。这可通过在高开关频率下操作功率转换器（OBC或快速DC充电器中的PFC级和DCDC）实现 ， 减小磁性元件的尺寸 ， 从而有助于实现高功率密度 。对于给定应用 ， 更高的系统效率可带来更低损耗和更小的散热器解决方案 。还可降低器件上的热应力 ， 并有助于延长使用寿命 。
2.混合动力/电动汽车如何提供与燃油汽车相同的用户体验？
通过增加每次充电的可用里程 ， 同时减少充电时间 ， 可改善驾驶体验 。要实现这些目标 ， 就需在汽车和电网基础设施（充电桩）侧都配备先进的电池管理系统和高效的动力电子设备 。
3.如何提高HEV/EV电池管理系统的可靠性？
BQ79606A-Q1旨在通过以下功能提高可靠性：
电压监控器、温度监控器和通信功能达到汽车安全完整性ASIL-D级 。
即使在通信电缆断开时（limp-home模式） ， 可选的菊花链环形架构也可确保堆栈通信 。
无需外部稳压二极管即可实现强大的热插拔性能的设计 。
4.如何解决在低温环境下使用锂离子电池组的不良放电性能？
混合动力/电动汽车的电池组在受控的温度范围内工作 ， 以优化低温下的充放电性能 ， 并确保高温下电池保持在安全工作区域内 。为应用适当的热管理策略 ， 有必要在电池/电池组进行精确的电压和温度感测（如BQ79606A-Q1所示） 。这些可能需在冷启动条件下进行预热 ， 并在较高温度下进行冷却 。
5.如何监测BMS系统？
通过菊花链配置 ， 可扩展汽车HEV/EV6s至96s锂离子电池监控演示器参考设计实现了BQ79606A-Q1可为3至300系列、12V至1.2kV锂离子电池组创建高度精确和可靠的系统设计 。该设计可在6至96系列电池监控电路之间扩展 ， 并传达电池电压和温度 ， 以帮助满足ASIL-D级要求 。
6.在牵引逆变器中使用碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）车载设备有何优势？
【行业互联网|汽车电气化的八大难点，TI有答案】SiC功率电路的新进展可帮助设计人员开发更高效、更轻巧和更智能的EV动力系统 ， 如牵引逆变器、车载充电器和快速DC充电站 。新型UCC21710-Q1和UCC21732-Q1等器件是TI首款集成了绝缘栅双极晶体管（IGBT）和SiC场效应晶体管感测功能的隔离栅驱极动器 ， 从而提高了系统可靠性并提供了快速检测时间 ， 以防止过流事件发生 ， 同时确保安全关闭系统 。
7.如何防止牵引逆变器过热？
TMP235-Q1可帮助牵引逆变器系统对温度波动做出反应 ， 并以低功耗、小型封装和高准确度应用适当的热管理技术 。在电子书“温度监测和维护”中了解设计牵引逆变器时有关温度监控的更多信息 。
8.为何需要温度传感器来确保牵引逆变器系统的可靠性？
温度检测是保证EV性能以及乘客安全的关键参数 。而汽车原始设备制造商也会优先考虑温度检测 ， 以让消费者放心：这些新颖的运输方式与内燃机相比更具安全性 。
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