电池管理芯片的产业链、价值链
电池管理芯片在电动汽车电池安全方面的角色和表现
电源管理芯片如何解决电池安全痛点,为行业带来变革
之前的推文中阐述了前两方面的内容,点击下方图片回顾:
作为本系列最后一期内容,本文将围绕“电源管理芯片如何解决电池安全痛点,为行业带来变革”进行介绍。
根据上期文章中热失控实验的测试结果(见上图)可以得出,实现热失控预警,需要引入新的电芯监测参数。这个参数需要是一个电参数,可以绕开热传导的时效性限制,并且该参数是与电芯内部温度强相关的,这样当电芯内部出现热故障的时候,可以即时就给出报警信号。目前,大唐恩智浦认为电芯的EIS(交流阻抗)是比较符合的理想参数。
EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy,又称:电化学阻抗),是一种电化学测量方法,可以表征电池的电化学状态,目前在电芯的研发、特别是电芯材料研发领域,有着比较多的应用。电芯交流阻抗与温度之间具有强相关性,通过电芯的交流阻抗(EIS)反映电芯内部过热,不受热传导限制,瞬时响应,因此它是较理想的可以用来预热故障的方式。
在预警之上的更高一级的安全是电芯失效预测。电芯失效预测,检查出析锂是关键。众所周知,析锂会导致电池性能下降、循环寿命大幅缩短、燃烧爆炸等灾难性后果。虽然现在关于析锂的检测手段有很多种,但是它们无法同时实现无损、在线和实时这三个要素的检测,对于业内来说,这一直以来是极高的挑战,如果能有同时满足这三要素的析锂检测手段,无疑将会给整个行业带来重大变革。
通过分析电芯析锂的整个过程,我们发现EIS可以表征出析锂这一状态,且它可以很好地满足上述的无损和实时两个检测需求,而实现在线检测,则需将EIS功能在车载电池管理系统中实现。对此,大唐恩智浦将EIS功能集成至电池管理芯片(DNB1101A)中,以实现在车载和储能上的在线应用。
DNB1101A集成了电压监测、温度监测、EIS监测、通信和均衡等功能,其中,在EIS监测设计部分,芯片会输出阻抗的实部和虚部,并且阻抗拥有较宽的测试范围,可以满足整个EIS谱的需求,且阻抗数据的更新率在1Hz左右,可以测量微欧级的电芯内阻。该款芯片已在2021年底量产,并且在若干工业储能领域得到了实际应用。
在演讲的最后,刘欢欢表示:“纵观电池管理芯片的发展,我们认为当今的电池安全问题仍没有得到彻底解决,电池管理芯片需要发力创新,大唐恩智浦作为一家以“电池管理芯片”为主要业务的汽车半导体的芯片公司,将为电池的热失控预警和失效预测提供更多的方案。集成EIS功能的电池管理芯片无疑是我们给出的答案,今后我们也希望与业界一道,将芯片的技术创新转换为新能源行业的变革。”