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作者：凌力爾特公司信號調理產品部高級產品市場工程師 Greg Zimmer 引言 在我慢慢長大的過程中，郵件是用一輛 Grumman Kurbwatt 電動廂式貨車投遞的。如今，Kurbwatt 已不復存在，郵件由工作人員徒步投遞。也許這是兩黨合作的少有范例，因為無論是否“綠色”信徒，均將此視為一項成功。然而，Kurbwatt 提醒我們，電動汽車始終無處不在，即使你并沒有注意到它。事實上，電動汽車的提法可以一直追溯到 19 世紀早期。首批電動汽車使用不可再充電的電池，而伴隨著每一次電池改進，都會出現更加實用的電動汽車版本。實際上，100 多年前，比利時人制造的電動賽車 La Jamais Contente 就創造了陸地時速 68 mph 的世界紀錄1。電動汽車在 20 世紀早期很流行，因為與汽油燃料汽車相比，電動汽車有諸多優勢：沒有內燃機 (ICE) 所產生的震動、氣味或噪聲，也不需要手搖發動或換檔。就電動汽車 (EV) 而言，不幸的是，電池技術的發展速度不夠快，趕不上內燃機的發展速度，因為內燃機使用便宜且汽油供應充裕。那時和現在，電動汽車要想取得成功，電池技術都是最關鍵的因素。由于沒有市場驅動力，因此在 20 世紀的大部分時間里，電動汽車電池系統的發展慢如蝸牛就毫不奇怪了。 現在，新的時代到來了，石油的代價 (就價格和環境而言) 過高迫使全世界都在尋求能源利用的多樣化。電力是實現能源利用多樣化的關鍵，在這種情況下，電動汽車必須發揮作用。電力幾乎可以用任何可用能源 (核能、太陽能、風能、地熱能、煤、汽油、柴油、乙醇、氫氣、牛糞 … 等等) 產生。從某種意義上來說，電力是通用的。電動汽車的全球標準有可能同時實現規模經濟，并消除大量在各地支持燃油消耗的基礎設施。此外，與內燃機相比，電動汽車的能效高得多。可變的汽車驅動負載適合電動馬達而不是內燃機，因為它在低轉速時提供很大的扭矩。內燃機僅在很窄的轉速和負載范圍內能以最高效率工作。因此，為了滿足峰值加速需求，內燃機的尺寸必須特別大，而且內燃機將汽油能量轉換成運動能量的效率一般為 20%。而另一方面，電動馬達將電能轉換成運動能量時，典型效率為 90%。此外，電動馬達在怠速熄火時不會浪費能量，而且電動系統有潛力通過再生制動恢復機械能。 然而，要真正成為汽油燃料的競爭者，電池技術將需要做出很多改進。隨著能極大地提高能量密度和功率密度和新的電池化學組成的出現，為了使這類電池能投入實際使用，電池管理的復雜性也極大地提高了。充電周期、批次差別和不同的環境條件都會使各節電池的容量隨著時間推移而減小和分化。使情況更為嚴重的是，強動力傳動系統的電氣環境具有以下特點：大量電氣噪聲、瞬態尖峰、高壓和寬工作溫度范圍。此外，電子產品必須具有極高的可靠性和極長的壽命，因為客戶已習慣于今天的內燃機車的高性能和長久性，因此會要求任何替代技術都具有同樣的特點。 為了應對這一挑戰，凌力爾特已經為電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV) 市場推出了開創性的電子器件。2008 年，凌力爾特推出了 LTC6802，這是一款單片 IC，能對電動汽車傳動系統所需的大型高壓電池組實施精確監視。這款電池監視 IC 將數據采集任務壓縮到了單個器件中，能支持長串電池。結果，與過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。這款完整的電池測量 IC 包括一個 12 位 ADC、一個精確的電壓基準、一個高壓輸入多路轉換器和一個串行接口。每個 LTC6802 都能測量多達 12 節串聯的電池；該器件的專有設計允許多個 LTC6802 串聯疊置，而無需光耦合器或隔離器，從而允許對長串串聯連接的電池中的每一節電池進行精確的電壓監視。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視。在經過為期兩年的生產及對設計的上路驗證后，凌力爾特推出了第二代電池監視 IC LTC6803。憑借真實的汽車體驗，該第二代產品滿足了眾多要求：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試功能以實現安全 / 可靠的運行。 電動汽車正在進入主流汽車行列，LTC6803 等尖端的測量器件是電動汽車取得成功所必不可少的。這類器件不僅要提供準確的測量、監視和控制，還必須在非常艱難的條件下，可靠地長期運行。LTC6803 正在證明哪些事情是可能做到的，而面向電池管理、監視、平衡、電源管理以及更多應用的新一代器件已露出端倪。在不久的將來，我們能最終消除內燃機造成的振動、氣味和噪聲，毫無遺憾地向前發展。今天的內燃機車得益于超過一個世紀的專注發展。我相信，隨著電動汽車重新獲得關注，這類汽車將在相對短的時間內證明其價值。 |
