【導讀】新能源汽車市場爆發，但“里程焦慮”始終是困擾車主的最大問題之一，其具體表現為續航虛標、充電速度慢以及冬季里程縮水等。在國內，從2014/2015年開始，新能源汽車產業進入高速發展期。解決里程焦慮是產業主要的發展目標之一，隨著充電樁、換電站等基礎設施不斷完善，消費者對新能源汽車的接受度不斷提高。
與此同時，廠商繼續在電池管理系統（BMS）以及電池技術上加大研發力度，力求讓電動汽車在補能便捷性和續航里程方面媲美燃油車，或有望徹底告別“里程焦慮”。
化解“里程焦慮”需多措并舉
造成新能源汽車“里程焦慮”的原因主要有幾個方面——首先，在充電樁配套方面存在車樁分布“不合理”、車樁比例“不對等”等突出問題；其次，在續航里程方面，新能源汽車容易受到環境低溫的干擾，并存在一定程度的虛標；此外，在充電速度上，純電動汽車的補能便捷性在過去很長一段時間內無法和傳統燃油車相比，體驗相差甚遠。
為了解決上述問題，產業界主要從三個方面入手化解“里程焦慮”：
● 完善充電樁和換電站等配套設施
● 加快純電動汽車充電速度
● 提升純電動汽車的續航里程
對于車輛自身而言，化解“里程焦慮”則和BMS以及電池技術息息相關。BMS是動力總成電氣化的關鍵部分，負責監控和管理鋰離子電池的狀態。
起著電動汽車充電速度提升的同時，會給整個系統帶來更高的安全挑戰，容易引起電池系統熱失控，造成爆燃事件，而BMS對杜絕此類情況有關鍵性作用。
圖1：電池包系統構成
（圖源：ADI）
BMS能夠通過軟硬件兩個方面保障汽車電池高速、安全地充電。硬件方面，BMS搭配高精度傳感器，對電芯的溫度以及電壓等數據進行精準監測；軟件方面，BMS擁有電池保護、熱失控預警處理等一系列保護措施。未來，AI BMS是BMS蛻變的大方向，以此提升系統主動平衡能力，使得每一顆電芯都能將性能盡可能發揮出來。
談到電池技術，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池目前是動力電池領域的主流技術，產業界主要的創新點在于新型電池形態和創新電池包技術。
新型電池形態是一種籠統的表述，包括化學材料和物理結構兩方面的創新。以寧德時代麒麟電池為例，化學材料創新包括先進的高鎳811技術、摻硅補鋰技術等；物理結構創新主要是指獨創的CTP高效成組技術。通過采用新的電池形態，麒麟電池能量密度達到了255Wh/kg，體積利用率突破72%，10分鐘可充電達到80%，并讓車輛續航可以輕松突破1,000公里。
圖2：麒麟電池創新
（圖源：寧德時代）
電池包自加熱技術是電池包技術創新的典型代表，該技術主要為了解決冬天電動汽車里程嚴重縮水的問題。實驗室數據表明，0℃以下時，溫度每下降10℃，電池內阻增大約15%。加熱膜和液冷循環系統是當前主要的電池包加熱技術，不過由于液冷循環系統能夠用更低的電量獲取長時間均勻的恒溫，越來越多的車企開始選擇這種方式。
從系統類型來看，純電動汽車可以定義為是一個移動的電氣系統，需要各種類型的電子元器件作為底層支撐。因此，在新能源汽車化解“里程焦慮”的過程中，離不開各種前沿的電子元器件，而海量新品恰恰是貿澤電子的優勢所在。接下來，我們就為大家推薦幾款貿澤電子在售的新品元器件，它們都可用于化解“里程焦慮”。
英飛凌電動汽車直流快充解決方案
在電動汽車充電方面，直流快充可以簡單地理解為向汽車電池包“灌電”，因此額定功率可以做的更高，能夠大大縮短車輛的充電時間，進而緩解車主的“充電焦慮”。在此，我們為大家介紹英飛凌完整的電動汽車直流快充解決方案。
英飛凌先進的方案可幫助實現節能、大功率的直流快充設計，使得常規電動汽車可在10分鐘內充滿80%的電池容量，甚至是更快，讓純電動汽車在補能體驗上媲美傳統燃油車。英飛凌的電動汽車直流快充解決方案提供全面、可隨時實施的一站式產品和設計組合，涵蓋電源轉換、微控制器、安全防護、輔助電源和通信產品系列。
圖3：英飛凌電動汽車直流快充解決方案框圖
（圖源：英飛凌）
在產品細節方面，英飛凌在電動汽車直流快充解決方案中提供高性價比的分立式產品，包括600V CoolMOS?超結MOSFET P7和CFD7系列、650V IGBT TRENCHSTOP?5和1200V CoolSiC? MOSFET，可用于實現功率高達150kW的直流電動汽車充電設計方案。此外，該解決方案中還提供650V和1200V CoolSiC?肖特基二極管、EiceDRIVER?柵極驅動器、XMC? 和AURIX? 微控制器，以及豐富的電源模塊等。
圖4：英飛凌電動汽車直流快充解決方案優勢
（圖源：英飛凌）
2EDN7534RXTMA1（器件料號）是英飛凌電動汽車直流快充解決方案中的一款產品，屬于EiceDRIVER?柵極驅動器，可用于驅動上述提到的CoolMOS?、CoolSiC? MOSFET和IGBT TRENCHSTOP? 5等開關器件。綜合而言，2EDN7534RXTMA1具有大電流、低延遲、高精度、快啟動、穩輸入等突出的產品優勢。特別需要提及的是，大家可以通過查看該器件的詳情頁，了解上述提到的英飛凌電動汽車直流快充解決方案。
穩定、可靠、易用的CoolSiC? MOSFET
我們在上述內容提到，提升電動汽車充電速度是解決“里程焦慮”的一個有效途徑。在此過程中，大電流是一種主要手段，大電流伴隨而來的高溫則是主要的挑戰之一。在此，我們為大家介紹一款CoolSiC? MOSFET產品，非常適合用于高溫和惡劣環境應用，該產品在貿澤電子上的料號為IMW65R048M1H，來自制造商英飛凌。
圖5：IMW65R048M1H
（圖源：英飛凌）
IMW65R048M1H采用英飛凌持續優化20多年的先進溝槽半導體工藝，將碳化硅的物理強度與放大器件的性能、可靠性和易用性等特性相結合。該器件擁有換向穩健的快速體二極管，其低反向恢復電荷（Qrr）能夠在更高電流下優化開關行為，助力打造高系統效率和高功率密度方案。
圖6：IMW65R048M1H系統框圖
（圖源：英飛凌）
在打造快充的EV充電方案時，無論是樁端還是車端，IMW65R048M1H都能夠很好地勝任。得益于優異的溝槽技術，該器件具有出色的柵極氧化物可靠性以及出色的雪崩耐受能力。此外，英飛凌的擴散焊接工藝可在芯片和散熱片之間實現強大的熱連接，使得該器件非常適合高溫和惡劣工作環境。
為了幫助廣大工程師朋友更好地使用IMW65R048M1H等SiC分立式產品，英飛凌提供豐富的柵極驅動器IC，它們采用定制的UVLO電平保護SiC MOSFET，具體的料號包括1EDN9550B和2EDS9265H等。
可用于電池管理的高效PMIC
對于PMIC（電源管理集成電路）大家都不陌生，幾乎所有用電設備都需要用到它，電動汽車當然也不例外。我們上面已經提到，在快速充電場景下，電池系統的危險系數會更高，此時BMS的安全作用便會更加凸顯。那么，下面我們為大家推薦一款器件來幫助BMS提升安全性能，該器件在貿澤電子上的料號為TLF35584QVHS2XUMA1，來自制造商英飛凌。
圖7：TLF35584QVHS2XUMA1
（圖源：貿澤電子）
TLF35584QVHS2XUMA1是一款高效PMIC產品，采用高效、靈活的前置/后置穩壓器，在寬輸入電壓范圍內提供3.3V-μC至5V-μC、收發器和傳感器。該器件是一款多輸出系統電源，用于安全相關應用。
圖8：TLF35584QVHS2XUMA1系統框圖
（圖源：英飛凌）
我們在此簡單羅列一下TLF35584QVHS2XUMA1的安全特性，包括為可選的外部后置穩壓器（用于內核電源）提供使能、同步輸出信號和電壓監控，獨立的電壓監控模塊和錯誤引腳監控，以及可配置窗口和功能看門狗等，可以輕松實現滿足ASIL-D安全等級的BMS系統。
用于電池測試/調理的AFE數字控制器
目前，新能源汽車產業正處于高速發展階段，為了化解“里程焦慮”，電池技術不斷推陳出新。如果能夠準確把握電池的各項參數，對于研發更高能量密度電池有非常大的助力作用。下面，我們為大家帶來的是一款可用于電池成型和測試、電池調理（充電和放電）系統的AFE數字控制器，來自制造商Analog Devices（ADI），貿澤電子上該器件的料號為ADBT1001BSW。
圖9：ADBT1001BSW
（圖源：貿澤電子）
ADBT1001BSW是一款4通道AFE數字控制器，分辨率高達16位（有效）。該器件具有差分遠程電壓檢測、電流檢測、脈寬調制（PWM）生成、頻率同步、過壓保護（OVP）和電流共享等豐富的功能，并且支持可編程保護特性，包括過流保護（OCP）、OVP限制和外部過熱保護（OTP）。
圖10：ADBT1001BSW典型應用框圖
（圖源：ADI）
ADBT1001BSW可用于大容量電池測試和成型制造以及精密電池測試儀器儀表應用。該器件經過了專門的優化，可大幅減少元件數量和開發時間。
新材料、新技術打消里程焦慮
里程焦慮是新能源汽車發展歷史上的一個階段性的艱巨挑戰。要徹底解決這一困擾行業的難題，電池技術需要從電化學性能和物理結構兩個方面，持續提升電池的能量密度和充電速度。而AI BMS管理方案是發揮這些新技術、新材料潛力的安全保障。在貿澤電子官網有豐富的器件用于打造AI BMS，幫助工程師“消滅”新能源汽車的里程焦慮。
來源：Mouser
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