在汽車行業(yè)的發(fā)展方向上，電動(dòng)汽車(EV)和油電混合動(dòng)力汽車(HEV)正成為一個(gè)明顯的趨勢(shì)。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，目前更為可行的是混合動(dòng)力。混合動(dòng)力汽車是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源——熱動(dòng)力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生)與電動(dòng)力源(電池與電動(dòng)機(jī))的汽車。這樣汽車的動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行狀況靈活調(diào)控，幫助發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與尾氣排放。

　　對(duì)于終端消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，混合動(dòng)力車型已經(jīng)得到越來(lái)越多的認(rèn)可。從最早進(jìn)入大眾視線的豐田普銳斯開始，本田思域、福特翼虎、寶馬混合動(dòng)力X6、凱雷德混合動(dòng)力版、保時(shí)捷混合動(dòng)力版卡宴、雷克薩斯RX450H等，以及一些國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力車包括奇瑞A5、長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力車、比亞迪F3DM等等，都逐漸進(jìn)入了市場(chǎng)。但是，對(duì)于半導(dǎo)體廠商來(lái)說(shuō)，還有兩大挑戰(zhàn)是需要長(zhǎng)期研究的課題。

　　挑戰(zhàn)一：對(duì)鋰電池組安全的群體性擔(dān)憂

　　細(xì)數(shù)2009年幾大車展上的EV及HEV，其中一個(gè)明顯的趨勢(shì)就是采用了鋰離子電池來(lái)替代鎳氫電池，且業(yè)界普遍認(rèn)為鋰離子會(huì)在2015年時(shí)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。然而考慮到鋰離子電池自身的不穩(wěn)定性，需要精心的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方案來(lái)確保安全工作。例如電池過(guò)壓會(huì)引起電池溫度的迅速升高，引發(fā)燃料泄漏的過(guò)熱失控狀態(tài)。

　　“縱使鋰離子電池在尺寸、重量、再充電速度、壽命周期和抵抗存儲(chǔ)器效應(yīng)方面都具有突出的優(yōu)勢(shì)，但是它們?cè)谶^(guò)充狀態(tài)或深度放電過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。因此，在鋰離子電池的使用中，保護(hù)和安全功能是極為重要的。”Atmel高壓產(chǎn)品線高級(jí)行銷經(jīng)理Claus Mochel指出。Atmel的鋰離子電池管理芯片組ATA6870/71集成了熱插拔功能、6個(gè)截止頻率低于30Hz的集成式模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)可堆疊的微控制器電源，省去了外部濾波器，較同類解決方案需要的外部組件更少。

　　凌力爾特公司信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Brian Black也持相同觀點(diǎn)，“混合動(dòng)力型汽車與使用汽油的傳統(tǒng)汽車的不同之處在于混合動(dòng)力型汽車使用一個(gè)大型電池組。這個(gè)電池組必須仔細(xì)管理，以最大限度地延長(zhǎng)車輛的可行駛距離、電池組壽命、以及當(dāng)然還有系統(tǒng)可靠性和安全性。”每個(gè)鋰離子電池組一般都由串聯(lián)連接的電池單元并聯(lián)組合而成，這樣產(chǎn)生的電池組將有數(shù)百伏電壓，放電電流可能超過(guò)200A。使用鋰離子電池增加了電池管理系統(tǒng)電路的復(fù)雜性和所需的精確度。

　　針對(duì)需要多種電池管理功能的應(yīng)用，理想的解決方案是可執(zhí)行電池測(cè)量、故障檢測(cè)、溫度測(cè)量和電池容量平衡的集成式電池監(jiān)視器。LTC6802能測(cè)量多達(dá)12個(gè)單獨(dú)的電池，幾個(gè)LTC6802可以疊置，用來(lái)測(cè)試>1000V的系統(tǒng)。在電池管理系統(tǒng)中，LTC6802完成繁重的模擬功能，將數(shù)字電壓和溫度測(cè)量值傳送到主處理器，用于充電狀態(tài)計(jì)算。LTC6802的高準(zhǔn)確度、卓越的噪聲抑制、高壓容限和廣泛的自診斷功能使其非常堅(jiān)固和易用。其高集成度意味著，與分立組件數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)相比，客戶可以節(jié)省大量成本。由于HEV通常需要數(shù)百節(jié)電池串聯(lián)供電，故障引起的后果是嚴(yán)重的：一節(jié)電池的故障可能會(huì)造成整個(gè)電池組的燃燒或爆炸。通常的保護(hù)電路大都采用多個(gè)3或4通道故障監(jiān)測(cè)器，并且在監(jiān)測(cè)器與模擬電路及無(wú)源器件(電阻、多路復(fù)用器等)之間采用昂貴的電流隔離器。美信的MAX11080具有12通道故障監(jiān)測(cè)器，采用專有的電容隔離式菊鏈接口，大大減小了元件數(shù)量。這種獨(dú)特的架構(gòu)允許連接多達(dá)31個(gè)器件至串接電池組，對(duì)多達(dá)372節(jié)電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，基于電容的接口提供了成本極低的電池組間隔離，消除了級(jí)聯(lián)電氣故障。由于省去了昂貴的隔離元件，美信的方案比分立方案節(jié)省75%的空間，將典型的電池管理系統(tǒng)成本從250美元降低至50美元。此外，MAX11080具有業(yè)內(nèi)最高的精度、極低的功耗、集成的安全和自診斷功能、以及多個(gè)可配置功能，有效解決了大容量電池組安全監(jiān)控相關(guān)的問(wèn)題。

　　相對(duì)于傳統(tǒng)汽車電源而言，混合動(dòng)力汽車的電源功率更大，電壓更高。“對(duì)于電源管理而言，需要管理的對(duì)象不是單個(gè)電源，而是由電池單元串連和并聯(lián)之后的大規(guī)模電池陣列，由于電池單體在生產(chǎn)的差異性導(dǎo)致給電源管理帶來(lái)很大的工作負(fù)擔(dān)，需要對(duì)每個(gè)電池單元的健康狀況進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。”英飛凌科技(中國(guó))有限公司汽車電子業(yè)務(wù)部高級(jí)市場(chǎng)工程師曹洪宇補(bǔ)充道，“另外在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中也要很好的處理突發(fā)的功率需求和剎車能量回饋帶來(lái)的沖擊。安全+響應(yīng)速率就決定了系統(tǒng)的成敗。”