動(dong)力(li)電(dian)池(chi)作(zuo)為(wei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)最(zui)核(he)心(xin)的(de)部(bu)件(jian)，也(ye)是(shi)全(quan)球(qiu)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)之(zhi)間(jian)的(de)合(he)作(zuo)與(yu)競(jing)爭(zheng)越(yue)來(lai)越(yue)激(ji)烈(lie)的(de)關(guan)鍵(jian)，能(neng)否(fou)掌(zhang)握(wo)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)供(gong)應(ying)鏈(lian)安(an)全(quan)以(yi)及(ji)從(cong)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)端(duan)實(shi)現(xian)更(geng)強(qiang)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)性(xing)能(neng)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)，在(zai)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)新(xin)勢(shi)力(li)入(ru)局(ju)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)日(ri)趨(qu)激(ji)烈(lie)的(de)當(dang)下(xia)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。

 

 

一致性仍是電池製造關鍵掣肘
，化成分容技術引領革新

 

過去的幾十年裏，動力及儲能用鋰離子電池在大規模商業化方麵已經取得了空前的進步， 電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)廠(chang)商(shang)意(yi)識(shi)到(dao)，要(yao)想(xiang)在(zai)這(zhe)一(yi)新(xin)興(xing)行(xing)業(ye)分(fen)得(de)一(yi)杯(bei)羹(geng)
，擴(kuo)大(da)電(dian)池(chi)的(de)生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)和(he)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)是(shi)關(guan)鍵(jian)
，同(tong)時(shi)必(bi)須(xu)將(jiang)電(dian)池(chi)的(de)性(xing)能(neng)質(zhi)量(liang)放(fang)在(zai)首(shou)位(wei)。“電池製造過程中的化成分容是一個耗時的過程
，涉及多次充電和放電以激活電池的化學性質
，對於確保動力電池組的一致性
、安全性和較長周期壽命的高質量來說尤為關鍵。”ADI市場經理祝臻在近日的一次公開采訪中提到。

 

ADI市場經理祝臻接受采訪

 

化(hua)成(cheng)指(zhi)鋰(li)電(dian)池(chi)組(zu)裝(zhuang)完(wan)畢(bi)後(hou)通(tong)過(guo)給(gei)電(dian)池(chi)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)流(liu)
，使(shi)得(de)鋰(li)電(dian)池(chi)正(zheng)負(fu)極(ji)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)被(bei)激(ji)發(fa)，最(zui)後(hou)使(shi)電(dian)池(chi)具(ju)有(you)放(fang)電(dian)能(neng)力(li)的(de)電(dian)化(hua)學(xue)過(guo)程(cheng)。影(ying)響(xiang)化(hua)成(cheng)的(de)因(yin)素(su)有(you)化(hua)成(cheng)電(dian)流(liu)、SOC、老lao化hua時shi間jian及ji溫wen度du等deng

，還hai需xu考kao慮lv電dian池chi材cai料liao體ti係xi和he產chan能neng要yao求qiu。因yin此ci，化hua成cheng不bu僅jin是shi簡jian單dan的de充chong放fang電dian過guo程cheng，而er是shi綜zong合he衡heng量liang不bu同tong參can數shu對dui電dian池chi性xing能neng的de影ying響xiang
，需xu要yao采cai用yong儀yi器qi設she備bei進jin行xing大da量liang精jing準zhun的de數shu據ju測ce試shi並bing研yan究jiu驗yan證zheng。

 

分容則是對化成完的電池進行充放電，不同類型電池的充放電電流略有差異

，以便統計電池的容量、充電恒流比、放電平台電壓、內nei阻zu等deng進jin行xing區qu分fen
，篩shai選xuan出chu指zhi標biao相xiang同tong的de單dan體ti以yi便bian分fen檔dang配pei組zu，隻zhi有you性xing能neng很hen接jie近jin的de才cai能neng組zu成cheng電dian池chi組zu。另ling一yi方fang麵mian，單dan體ti電dian池chi的de一yi致zhi性xing差cha也ye可ke能neng會hui導dao致zhi電dian池chi組zu安an全quan性xing降jiang低di。例li如ru動dong力li電dian池chi組zu為wei滿man足zu電dian動dong汽qi車che的de能neng量liang需xu求qiu，往wang往wang需xu要yao數shu十shi支zhi到dao數shu千qian支zhi電dian池chi組zu成cheng
，受shou到dao係xi統tong複fu雜za性xing的de影ying響xiang
，電dian池chi組zu的de行xing為wei有you其qi獨du特te性xing

，並bing不bu是shi單dan體ti電dian池chi做zuo簡jian單dan的de加jia減jian法fa就jiu能neng夠gou獲huo得de電dian池chi組zu的de性xing能neng。

 

鋰離子電池製造的流程

 

因此
，為提高電池的循環壽命、穩定性、自放電性
、安(an)全(quan)性(xing)等(deng)電(dian)化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)，必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)電(dian)池(chi)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)並(bing)精(jing)確(que)評(ping)定(ding)電(dian)池(chi)等(deng)級(ji)，對(dui)化(hua)成(cheng)分(fen)容(rong)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)的(de)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)有(you)很(hen)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)
，也(ye)有(you)助(zhu)於(yu)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)商(shang)擴(kuo)大(da)電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)並(bing)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)，在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)抓(zhua)住(zhu)產(chan)銷(xiao)爆(bao)發(fa)的(de)關(guan)鍵(jian)機(ji)遇(yu)。

 

如何兼顧成本與靈活性？傳統解決方案麵臨新的挑戰

 

限(xian)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)采(cai)集(ji)精(jing)度(du)，同(tong)時(shi)為(wei)降(jiang)低(di)電(dian)池(chi)成(cheng)本(ben)


，製(zhi)造(zao)商(shang)需(xu)要(yao)統(tong)籌(chou)兼(jian)顧(gu)，利(li)用(yong)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)係(xi)統(tong)級(ji)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)來(lai)減(jian)少(shao)整(zheng)體(ti)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)麵(mian)積(ji)大(da)小(xiao)
，同(tong)時(shi)增(zeng)加(jia)通(tong)道(dao)的(de)數(shu)量(liang)，而(er)且(qie)必(bi)須(xu)保(bao)持(chi)測(ce)試(shi)測(ce)量(liang)的(de)精(jing)確(que)性(xing)、可靠性和速度，即使在惡劣的工廠條件下，也要實現±0.05%以上的精度。

 

據祝臻介紹，傳統電池化成分容設備所使用的雙向DC-DC變bian換huan器qi模mo塊kuai方fang案an分fen為wei兩liang類lei

，即ji基ji於yu分fen立li器qi件jian的de方fang案an與yu數shu字zi方fang案an，分fen立li器qi件jian方fang案an一yi般ban應ying用yong於yu中zhong小xiao功gong率lv場chang景jing，數shu字zi方fang案an則ze可ke以yi同tong時shi適shi應ying大da中zhong小xiao不bu同tong功gong率lv場chang景jing。

 

基於分立器件的方案在器件選型、采購上都比較靈活，需要考量每個器件的精度要求選擇對應器件
，對應一定範圍輸出電壓、電流

、通道數的設備。但其缺點包涵器件太多
，研發、調試、測試
、係統校準需要花費很多工時


，實現通道交錯並聯、通道之間均流功能需要額外的電路，並且具有比較複雜等顯著的缺點，使得其單體電芯容量日益攀升的趨勢下綜合成本劣勢越發顯著。

 

而傳統數字內核化成分容設備使用DSP或者具備DSP功能的處理器做功率變換回路的主控製器，PID環路采用軟件或者硬件模式，采用數字PWM控製開關管，外圍電壓、dianliucaiyang，huanchongfangdaqishiyongdeyunfangheyingjianfanganmeiyoutaidaqubie。qiyoushishikongzhibijiaolinghuo，shuzifangantiaoshiyebijiaofangbian，keyishixianbijiaofuzadegongneng，birujiaocuobingliangongzuo
，duotongdaobinglianjunliu，dianyaqiankuidengdeng。ranerqiruanjiankaifananduda、成本高、周期長，後期維護成本偏高。

 

由此可見，傳統方案在各自的應用領域中有自己的優點，但也有相應的無法克服的固有缺點。“這便是ADI將模擬前端、功率控製和監控電路集成在單個IC 中的原因，測試組件合並為一個完整的解決方案
，既具備分立器件方案的成本優勢
，又具備數字方案的多功能靈活性。” 祝臻表示。

 

控製從模擬轉向數字，ADI新一代化成分容測試方案解讀

 

ADI 最新一代數字化四通道雙向DC-DC控製器ADBT1000/1/2係列，將應用於電池化成分容行業的雙向DC-DC方案進行了單芯片係統級的集成，集成了電壓電流采樣的模擬前端和輔助ADC

，采用數字內核，可以實現多通道交錯並聯操作，通道間數字均流等操作。

 

 

值得一提的是，ADI化成分容的上一代產品AD8452jiyumonikongzhihuiludejiagou，qishejiliniantongyangfeichangxianjin
，yidedaolekehudaliangshiyongheguangfanrenke。raner
，zhenduibutongdedianchiceshicanshu
，chuantongdemonihuanluzhinengqutongguoxiugaihuotiaozhengxianlubanshangdedianronghuodianzuwangluoqugaijinshuzhi，bujinduidianlushejitichulehengaodeyaoqiu，zaibutongchanpintiaoshizhongyehuifeichangbufangbian。dianchihuachengxingyexuqiuxiangduitongyi
，runengtongguojicunqipeizhidefangshishixiangezhonggongneng，jiangdadatigaoleceshixiaolv，zheyeshidianchihuachengfenrongceshishebeikaishizhubuyoumonikongzhizhuanxiangshuzikongzhiyanjindeyuanyinzhiyi。

 

“ADBT1000/1/2係列芯片基於數字環路控製設計，包含四通道模擬前端

、四通道數字PWM發生器、數字GPIO口、中斷接口、8通道12位輔助ADC，其中四路ADC帶有電流源輸出功能，方便實現溫度監控。”祝臻指出，“相較AD8452的單通道方案，ADBT1000係列芯片擁有的最多4個數據采集通道
，客戶能夠多路自由組合
，既可以通過兩通道並聯輸出更大的電流，也可以把4個通道同時並聯，單芯片實現了高達240A的大電流充放電甚至更高，符合於現階段電池容量持續提升的大趨勢。內置狀態機實現PID調節的模式將帶來更快的環路相應能力
，同時免除了軟件控製帶來的程序跑飛的風險。”

 

 

ADBT1000係列芯片的諸多特點和功能集成到一起
，簡化了電池化成分容充放電通道設備的硬件設計，數字內核配置有專用的GUI軟件可以直接設置寄存器
，直接避免了複雜的DSP代dai碼ma和he算suan法fa開kai發fa與yu後hou期qi維wei護hu的de成cheng本ben，對dui於yu高gao功gong率lv應ying用yong，極ji大da優you化hua了le設she計ji門men檻kan和he開kai發fa難nan度du。集ji成cheng的de高gao精jing度du模mo擬ni前qian端duan，可ke以yi保bao證zheng係xi統tong精jing度du和he溫wen漂piao
，也ye極ji大da減jian少shao了le客ke戶hu開kai發fa電dian池chi化hua成cheng分fen容rong測ce試shi係xi統tong的de時shi間jian。

 

隨著動力電池市場的爆炸式增長
，對大容量電池需求也隨之增加。“ADI持續研發了許多新產品
、參考設計和集成解決方案

，新一代ADBT1000xilieceshixinpianbianzaitigonggaojingdudetongshi
，yizhuangtaijifangshishixianshuzihuahuanlukongzhitidaimonikongzhi
，tigaolegongchangduiyudianchihuachengfenrongdeceshinengli，kuodaleceshiguimo，zengjialedianchihuachengshebeidewendingxing

，shizhizaoshangnenggougenggaoxiaodishengchananquanqiangjindedonglidianchizu。”祝臻強調道。

 

 

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