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智能电池向工业应用领域延伸

工业应用领域需要多种类型的电池，比如锂离子、LiFePO4、PbA铅酸、NiMH和NiCd、超级电容等等，主要以铅酸电池为主。不过最近几年也悄然发生着一些变化，锂离子电池开始越来越多的在工业领域得到使用。

据估计，到2015年，中国的电动车市场中大概会有20%~30%的份额会被锂离子电池所取代。德州仪器电池管理方案市场拓展经理文司华认为这是一个必然的发展趋势，一方面是锂离子电池的成本一直在下降，另一方面工业电池在往高端发展，电池的功率密度要加大、重量要变轻、续航能力要加强，以及寿命需要延长等等。

图2：德州仪器电池管理方案市场拓展经理文司华。

如今智能电池已经广泛应用于笔记本、智能手机、平板电脑和不间断电源等领域，而且在汽车、安防、通讯、医疗等工业领域，智能电池也开始崭露头角。智能电池管理系统的最大优点之一是为系统设计人员提供了管理功率的可能性。使用从智能电池管理系统获得的信息，可调整获取电池状态信息的灵敏度，比如，当电池快没电时，可以让管理系统提供满负荷的

充电电流，而当电池充满时，则可提高系统灵敏度，以便准确地确定充电终止点。典型的智能电池架构如图1所示。

图1：典型的智能电池架构。

根据典型的智能电池架构图可以知道，通常会采用一个模数转换器来将模拟信号转换成数字信号。测量的电流、电压和温度等物理参数被转换成数字信号后，传送至MCU，再经过MCU处理，根据系统状态做出决定。如果电压或温度超出了规定范围，MCU会给出相应的指令，让系统执行相应的动作，以保证整个系统的安全运行。

文司华表示，“我们将电流、电压和温度等测量的电路成为模拟前端，传统的智能电池通常是采用分立元件来实现这些功能的。分立元件虽然能很好地完成这些功能，但它会增加系统的复杂性，而且需要很多的元件，这也会增加系统的成本。不过，TI新推出的面向工业电池的12V至48V多节电池组的可扩展锂离子监控器将这些功能全部整合进了一个芯片中，只需这一个芯片就可以完成电流、电压和温度等的测量。”

德州仪器推出的锂离子监视器bq76920、bq76930与bq76940，分别支持3至5节、6至10节，和9至15节串联电池组，可提升电池组的安全性，缩短12V至48V锂离子和磷酸铁锂离子电池的设计时间。文司华强调，该产品集成了可测量电压和温度的14位ADC、电量平衡驱动器、

以及可追踪流过电荷的16位“库仑计数器”等功能。不仅减少了外部组件数量，还可以在更高的过压、欠压，以及过流的情况下进行有效保护，可以将板级空间降低

以及可追踪流过电荷的16位“库仑计数器”等功能。不仅减少了外部组件数量，还可以在更

高的过压、欠压，以及过流的情况下进行有效保护，可以将板级空间降低30%。另外，三款器件都采用了一体化的数字接口，可以帮助设计者节省开发时间、工作和成本。

文司华表示，德州仪器会在今年下半年推出与之相配套的预编程电量计/μC，提供针对工业

应用的智能电池Turnkey解决方案，这样可以大大简化设计者的工作，缩短开发周期。该产品主要针对电动自行车、储能电站(ESS)、UPS、电动叉车和电动工具等应用。