電動車
貿澤6月新品精選 搶先引進新產品
貿澤電子(Mouser)身為原廠授權代理商,致力於快速推出新產品與新技術,為客戶提供優勢,協助加快產品上市速度。貿澤受到超過800間半導體及電子元件製造商的信賴,幫助他們將新產品賣到全世界。貿澤只為客戶提供100%通過認證的原廠產品,且能完整追溯至產品的各個製造商。
貿澤在上個月發表超過416項新產品,且這些產品均可在訂單確認後當天出貨。
其中包含Texas Instruments MSP430FR600x超音波感測與測量SoC,是一款高整合度的超音波感測解決方案模組,其提供高準確度,可用於各種流速,執行超低功耗的量測作業;AVX電動車/油電混合車解決方案,適用於包括電源轉換、先進駕駛輔助系統 (ADAS)、照明、主動式車身控制和傳動系統;英飛凌感測器中樞Nano DPS310,適用於DPS310 XENSIV數位氣壓感測器的物聯網感測器開發平台,由XMC1100 32位元Arm Cortex-M0微控制器控制;Monolithic Power Systems MPQ3369-AEC1 WLED驅動器,內含六通道電流來源的升壓轉換器,專門設計用來驅動白光LED陣列,以提供小至中尺寸LCD面板內的背光照明。
特斯拉銷售超乎預期 傳樂金化學將補足電池產能
據路透社報導,在美國電動車製造商特斯拉(Tesla)的訂單增加後,樂金化學(LG Chem)計畫今年在韓國為特斯拉生產電池。報導指出,樂金化學(LG Chem)部分的南韓產線正在轉換為特斯拉電池的生產線,同時該公司位在中國南京的工廠,已開始為特斯拉生產電池。
圖 未來LG可能為特斯拉生產電池。來源:Tesla
路透社報導,LG Chem韓國廠計畫今年生產特斯拉電池。對此官方並未表態,但報導中提及因美國受到新冠肺炎(COVID-19)疫情衝擊,導致產能不足,加上美國電動車製造商的訂單增多,特斯拉需要額外擴增電池產能。
特斯拉上週發布4~6月間的全球汽車銷售數字,結果超乎預期,並因為疫情美國產能減少而受影響。面對疫情對美國供應鏈的衝擊,分析師一度預估此情況可能重振中國的銷售。整體而言,報導中說明特斯拉的銷售量持續上升,增加對電動車電池的需求,因此LG Chem開始在韓國與中國等地生產特斯拉電池,補足特斯拉的電池產能。
Vicor航太電源模組解決方案簡化航太設計進程
全球各界對二氧化碳 (CO2) 排放不斷上升的擔憂日益加劇,這刺激了全球對純電動汽車 (EV) 及混合動力電動汽車 (HEV) 的需求。此外,航空業也在經歷類似的發展,相關機構正在分析電動航空產品的成本及效能優勢。如果能夠讓航空旅行基礎設施的成本降低,就可以將航空旅行擴展到服務不完善的偏遠地區。
Ampaire(位於加州霍桑)始終致力於透過開發對環境無污染的、更低成本的安全、安靜的電動飛機來實現這一願景。相對於傳統內燃機飛機而言,Ampaire 專注於實現燃料成本降低 90%、維護成本降低 50%、起飛及降落雜訊降低 66%、尾氣排放為零的全電動飛機。
僅在美國,採用電動推進技術就可將航空公司的目的地數目增加 10 倍,將機場從 500 個增加到 5000 個。因此,生活在偏遠地區的人們將更輕鬆地享受區域性航空運輸服務,同時由於營運成本高而難以盈利的區域性航空公司將處於蓬勃發展的有利位置。
Ampaire 目前正處於原型設計階段,他們開發了一種雙動能架構,在初始試飛場景中實現冗餘,從而可根據有效載荷、巡航速度和飛行路線評估並開發在燃料與電動能源之間劃分功率與推進負載的技術。
目前 Ampaire 的原型設計—改裝過的西斯納 337 Skymaster,採用內聯並行的混合動力架構:一款標準內燃機引擎螺旋槳位於飛機的尾部、電動螺旋槳位於飛機的前部。在飛行過程中,動力可以在兩個推進系統之間動態共用,以最佳化速度、動力、燃料消耗或雜訊。
Ampaire 原型機的供電系統由一個電壓範圍為 500V...
Vitesco偕ROHM打造SiC電源解決方案
電動車領域品牌Vitesco宣布選擇SiC功率元件製造商—羅姆半導體(ROHM)作為SiC技術的首選供應商,並就電動車領域功率電子技術簽署研發合作協定(2020年6月起生效)。
透過SiC功率元件,德國大陸集團(Continental AG)旗下的Vitesco將能進一步提高電動車功率電子元件的效率。
由於SiC功率元件的高效率特性,未來將可以更有效利用電動車電池的電能,進而延長電動車續航里程並縮減其電池體積。
Vitesco電氣化技術事業部執行副總裁Thomas Stierle表示,對於電動車來說,最重要的就是能源效率,而電池正是車輛中唯一的能量來源,必須盡可能將系統中的功率轉換損耗降到最低,因此該公司在功率電子系統中採用了高效率的SiC功率元件,並著手推動相關的研發工作。為了讓車用逆變器和馬達發揮最大效率,因此選擇ROHM作為供應商。
ROHM執行董事功率元件事業部本部長伊野和英表示,能夠與汽車業界重量級企業—德國大陸集團(Continental AG)旗下的Vitesco建立合作夥伴關係,感到非常高興,並對此寄予厚望。ROHM在SiC功率元件領域持續推出各類先進元件技術和驅動IC產品等電源解決方案,因此擁有傲人的業績。藉由與Vitesco的合作,希望能研發出充分發揮SiC潛能的電動車系統,進而實現可持續的機動性。
電感器材料/設計/氣隙計算慎行 車載充電器耗損降效率增
OBC負責電池組充電的最後階段,它會從充電站汲取AC電源,將其轉換為DC,以用來為350V或650V電池充電。不過,有多種因素可能影響電動車電池的充電效率,而電動車電池在單位時間內從電網取得的電力越多,表示其效率越高。
若要提升OBC的效率,可以從減少充電或放電期間的功率耗損著手。OBC設計的其中一項關鍵要素,就是減少功率因數校正(PFC)等級的AC耗損。由於OBC的系統功率等級會連接至電網,導致全世界多數國家現在都要求在OBC中加入PFC等級。本文將著重於介紹一種方法,藉此分享如何減少因PFC專用升壓電感器的通量散射所導致的AC銅耗。
確保系統設計最佳化
OBC的PFC等級使用傳統的升壓拓撲,內含輸入二極體電橋、濾波器和升壓電感器(Lboost),如圖1中的方塊圖所示。其關鍵要求之一,就是升壓電感器必須在尖峰電流時保持電感,不可飽和。如此有助於確保形成負載電流波形,且能隨輸入電壓維持相位。電感器必須保持較低的核心耗損和銅耗,以維持其效率,且不得產生過多的熱能。
圖1 系統的AC網路輸入要求,16A電源輸入PFC系統需能升至11.5kW
針對接近單位功率因數(電阻負載)的PFC,輸入電流需與輸入電壓同相,且需為低失真。圖1中的S1開關連接至控制器,用於監控輸入電壓。此開關以200kHz執行「開啟」和「關閉」(或以工作週期調頻),瞬態輸入電壓在100Hz範圍內的變動相對較慢。
Lboost中的平均電流會在週期內追蹤相對形狀和相位的輸入電壓訊號,而電流波形失真則會因電容和電感負載而減少。從AC電源側來看,負載看起來為電阻型。Lboost中平均電流的振幅也會隨時間調整,以補償線路和負載的變動。
電感器材料攸關銅耗
這類的電感器通常使用鐵粉作為磁性材料,因製造過程中使用非磁性黏著劑,使鐵粉具有磁性材料固有的分散式氣隙,其導磁性(μ)通常介於20至200。由於電感器有嚴格的體積限制和電感要求(滿負載時大於150μH),使用鐵粉核心的功率耗損將非常大,而且會使應用中的電感器過熱。
因此,需要採取另一種解方。為了最佳化PFC的升壓電感器,如美商柏恩(Bourns)便使用傳統的分裂核心,它是由低耗損的錳鋅(MnZn)鐵氧體材料構成。可以從中發現,MnZn鐵氧體材料相比鐵粉的耗損大幅降低,導磁性也高出許多;另外,為防止鐵氧體核心飽和,應在磁路徑中加入氣隙。
但加入氣隙也會降低材料的導磁性。經測試與模擬後發現,使用分散式多重氣隙,能將通量散射降到最低,與單一氣隙的電感器相比之下,銅耗將大幅降低。
氣隙計算確保高效率
電感器設計中的氣隙部分,是使產品達到較高效率並降低AC耗損的關鍵。其設計的原理,是假設磁性電路中的所有磁阻都產生在氣隙中。
設計的第一個階段,應先確認升壓電感器該擁有的圈數,以確保其核心不會在尖峰電流的特定電感下達到飽和。首先為計算圈數,接著再計算磁動勢(MMF)。從過程中可判定,此應用的作業通量密度必須限制在0.3T;另外,還必須找出於尖峰電流下將通量限制在0.3T所需要的磁阻量(R)。而若將核心限制在0.3T,可確保磁性核心不會飽和。在找到將通量密度限制在0.3T所需要的磁阻後,接著便能計算氣隙尺寸。可從中進一步發現,這類單一氣隙的電感器可透過縮小氣隙尺寸,以及增加電感器中央腳的氣隙數量,藉此大幅降低銅耗。若採用單一氣隙時,AC電阻為5.5Ω;而當三氣隙散布在核心中央腳時,AC電阻最終可降至0.616Ω。
在找出鐵氧體材料總氣隙最適合的尺寸後,接著再根據核心中氣隙的散射通量(輻射磁場)可能使銅出現渦流等類現象,減少電感器中的耗損,進而找出最佳的設計。不過,這會使銅線圈內發生區域性的焦耳損失。至於升壓電感器中的平均電流,會在週期內追蹤相對形狀和相位的輸入電壓訊號(圖2)。
圖2 模擬圖顯示一個週期的電感和輸入電流
高密度設計大幅減少耗損
若使用帶氣隙的鐵氧體結構,可實現較高效率的高密度設計,進而使每個通道在每次的週期內,可達到最高3.6kW的處理量,於最高負載時可儲存125mJ。透過PFC模擬,證明了確實找到能儲存能量並避免飽和的最佳氣隙。此外,同時亦可確認,銅功率耗損的主要來源為AC電阻,所以結論是,針對設計的最高AC電阻規格目標應為750mΩ(在125kHz和100℃的條件下),同時使用FEA軟體來進行升壓電感器設計的驗證、分析和最佳化。
如Bourns的升壓電感器可減少多達90%的AC耗損,但仍須視應用而定。降低耗損的關鍵,在於縮小氣隙尺寸及增加電感器中央腳的氣隙數量。本文的測試結果顯示,單一氣隙電感器的AC電阻為5.5Ω,而測試應用中的三氣隙設計則使AC電阻降到僅0.616Ω。至於AC電阻耗損的降低,是由於AC銅耗從每通道的20W大幅降到只剩1.8W。此外,由於該升壓電感器產生的熱能較少,因此散熱需求較低,同時還具減少EMI的額外優點。若結合以上優點,便有助於實現較佳的PFC等級設計,使OBC整體效率提升,進而為電動車市場的成長提供助力。
(本文出自於貿澤電子與Bourns共同出版之《車輛電動化(Electrification of the Vehicle)》電子書)
是德攜手DEKRA推車用互通式充電解決方案
是德科技(Keysight)日前宣布DEKRA選擇使用是德科技Scienlab充電檢測系統(CDS)解決方案,對電動車(EV)或電動車供電設備(EVSE)採用的充電技術,進行廣泛的測試及驗證。
DEKRA企業產品安全測試副總裁Beat Kreuter表示,與是德科技密切合作,以便為汽車業提供最合適的解決方案,讓汽車與能源網能完全互通。是德科技解決方案讓DEKRA能夠透過高度自動化測試技術,提高道路駕駛安全性。
在2019年至2030年間,EV市場預計將以21%以上的年複合成長率大幅成長。DEKRA是全球測試、檢驗和認證廠商,該公司將使用是德科技Scienlab充電檢測技術,全面部署支援多元充電介面、電網和國際標準的EV充電解決方案。
汽車產業正密切關注電動車和電動車供電設備,在整個生命週期中使用再生能源所可能帶來的影響。近來,各國政府無不藉由提供獎勵措施並制定相關法規,來鼓勵企業和消費者投資於電動車,以達到減少空污和噪音的目的。是德科技備有完整的設計、測試和驗證解決方案,為汽車、能源和通訊產業的轉型,提供強力的後盾。
2019年,是德科技加入了由汽車生態系統產業專家發起的充電介面計畫(CharIN),以協助建立電動車充電技術的全球標準。此通用標準可保證電動車和充電站之間的互通性。是德科技CDS解決方案採用模組化設計,方便使用者驗證任何EV與EVSE之間,以及任何充電網元件之間的充電互通性。
精度/穩定/壽命兼顧 電動車首重電池管理與壽命
目前電池市場的推動力不只是成本,還有對續航里程更長的車輛、更短的充電時間、以及更高功能安全的需求。為了滿足這些嚴格的電池管理系統要求,必須遵守最高標準並將偏差降至最低。
由於電動車輛40%的價格取決於電池,因此性能和電池壽命已成為EV品牌取得成功的主要因素。電池管理系統(BMS)供應商,與客戶合作,尋找最佳關鍵流程來監控和管理電動車輛電池,並確保其安全性、生產力和使用壽命。
維持BMS運作為關鍵目標
BMS能夠密切監視、控制和分配整個電池系統在使用壽命期間的充電和放電。精準監控電流和電壓分布至關重要,因為電池過度充電可能會引起火災或爆炸,而充電不足(或完全放電)則會導致電池失效。電池管理系統的品質直接影響EV每次充電所能行駛的里程數。而優質的電池管理系統能夠大幅延長電池的整體使用壽命,進而降低總體擁有成本。
在這種情況下,價格水準變得不那麼重要,而長期價值則成為關鍵指標。這是因為使用者力求在電池的整個使用壽命內獲得更好的性能。「談到精度,以及車輛整個使用壽命內的精度,不會有任何取捨。」如ADI BMS總經理Mike Kultgen便表示:「精度越高,就越能更良好地瞭解電池的狀態,從中獲取的容量就越多,電池組的運作也就越可靠。」思考電池組的投資,可將BMS的性能考慮在內,而隨著汽車設計者顧慮保固和電池組的生命週期成本,電池組性能的重要性也就更加明顯。
電池管理需全天候監控
電池研發單位對設計團隊提出了極高的要求,因為他們需要考慮一系列的優先事項,包括價格、可靠性和安全性。在處理提供48V到800V電壓的EV系統時,不能冒任何風險。
為了在駕駛員踩下踏板的瞬間提供超過100千瓦的電能,電池系統必須在數百伏特的電壓下才能高效工作。然而,鋰電池只能提供幾伏特的電壓。為了獲得足夠的功率,需要將大量電池串聯在一起形成很長的電池堆疊。通常電動車可能使用100個獨立的電池,在電池堆疊的頂部提供350伏特的電壓。但這帶來了一些挑戰。
在長長的電池堆疊中,如果有一個電池失效,實際上相當於所有的電池都失效了。因此需要監控和管理所有電池,為電池充電、放電,且在車輛生命週期的每一天都要如此。鋰電池不能在極限充放電情況下工作,而必須保持在非常特定的範圍內,例如15%到85%,否則電池性能就會下降。
BMS確保電源狀態穩定
在電源的監控與管理方面,其中ADI的BMS可從電池組生產到報廢的整個週期中,提供精確的電池測量資訊。電子設備直接連接到電池堆疊中的每個電池,報告與電池電流對應的電壓和溫度。系統可提供充電狀態和健康狀態。每個電池的電流和溫度必須透過中央處理器的複雜演算法進行監控。ADI內建通訊介面,同時支援模組化設計(架構),並且完全可彈性擴展,適用於不同的客戶群體。
ADI BMS總經理Mike Kultgen表示:「BMS對電池進行持續監控,能夠隨時在各種溫度和工作條件下提供可靠的測量精度。系統知道每時每刻的狀況,並且高度依賴從ADI晶片接收到的資訊。」
BMS精度/可靠/穩定創造品牌可信價值
與電池管理系統專家如ADI密切合作,可以接觸到種類多樣的元件和產品。他們為OEM廠商提供人們的系統級專業知識、深厚的領域知識以及多年的BMS實際設計經驗。原始設備製造商則可以提高每次充電行駛里程效率、延長電池使用壽命、確保安全性,並提高品牌信任度。
ADI AUTG副總裁Patrick Morgan表示:「客戶告訴我們,使用產品時需要信任產品,因此我們在他們的場地或我們的工廠舉辦技術高峰會,並邀請關鍵設計人員和應用工程師與他們的團隊交流,花一兩天的時間介紹發展規畫,客戶需要解決的問題,然後討論如何解決他們的特定問題。透過一連串的專注合作來建立信任。」
ADI應用經理Cuyler Latorraca亦補充:「曾有總部設在亞洲的客戶要求根據舊電池管理系統設計新的電池管理系統。研究了他們的想法、系統要求和操作環境之後發現,他們的接地方案導致系統測量存在誤差,這是業界常見的問題,最後我們採取措施消除該誤差。」
電池趨勢朝增加蓄電/減少重量與成本方向研發
ADI一個積體電路中有3至18顆電池,支援的電池數量具競爭優勢。ADI BMS市場經理Greg Zimmer表示:「高壓電池系統技術日新月異,廠商在增加容量、延長使用壽命方面承受著很大壓力。業界將如何實現這一目標?在打造能夠持續使用10年的電池的同時,如何從電池組中獲取更多電能、增加其續航里程、支援更快的充電,並開發集中式和模組化的設計?」
ADI與原始設備製造商合作,透過架構創新來改進功率密度、精度和重量等挑戰,而ADI第5代BMS可望在明年投入車輛生產。
BMS須滿足EV市場需求
電池管理系統須滿足EV市場對安全、高品質、高性能電池日益成長的需求,例如ADI即憑藉以下系統級經驗,以及多樣化的元件產品,提供多元選擇。
・高精度和穩定性。
・透過單一元件和簡化設計全面支援ASIL D。
・高速、EMI可靠、電氣隔離、具有備援的低成本菊鍊,可因應故障情況。
・產品安裝基礎雄厚,已有四代產品投入現場使用。
・透過一系列BMS產品提供系統級解決方案。
在生產大量電池組的同時,也會產生大量可供回收利用的廢舊電池組。只要電池在整個生命週期中管理得當,則耗損並不意味著報廢。在考慮總體擁有成本時,必須將儲能裝置再用於車輛以外的其他用途(也稱為第二生命)考慮在內。
(本文作者為ADI BMS總經理)
三合一電源架構實現高效充電 太陽能電動車前景可期
在印度標準局(BIS)、印度汽車研究協會(ARAI)、能源效率服務有限公司(EESL)等組織的協助下;印度政府已公布充電站的技術規格,此外AC-001、DC-001等原始標準也已經完成開發,並在特定地點部署充電站;除了低功耗AC和DC-001之外,最新規範也要求充電站必須配備多種規格的充電器,也就是AC Type 2、CCS和CHADEMO。不過這些系統完全仰賴電網供電,會因主要都會和半都會地區建物的供給而受限,而且電網是否準備充分足以應付這些額外負擔,也都還是問題。
而這就是太陽能與儲存裝置可以切入的領域,不但可補足電網不足,還能在全國各處可行地點獨立作業。所幸印度已成功部署太陽能,且因地理條件,太陽能資源十分充足。一次性的安裝與資本支出可順利運轉至少20到25年,投入的資金只需短短幾年即可回收,之後的能源輸入便都形同免費。
接下來將介紹一套可行的實作方法,來運用、儲存太陽能並將其應用於電動車的充電;本文還會略為提到能源的運用和儲存方法、分散式電池管理、能源轉換與連結,都是模組化、可擴充之太陽能驅動電動車充電站的基本要素。
圖1為常見由太陽能驅動之電動車充電站實作的配置圖,主要元素均可一目了然。
圖1 太陽能電動車充電站的功能方塊
至於使用者的部分,基本上為終端使用者會用到的功能。資訊的交換和使用者互動都是在這裡進行,通常包含一個具備觸控感測功能的TFT螢幕、供驗證或支付用的NFC讀卡機,有時或許還有藍牙介面以提供更先進的功能;車輛可實體連接任何一種輸出埠─供小型車和電動三輪車使用的AC慢充、特定等級車輛的AC快充,以及DC快充。使用者必須驗證自己的身分、設定偏好的充電方式,並且等到充電完畢。不過越深入其後的功能越複雜,因為都由中央控制器所控制和監控,所以會牽涉到許多不同的模組。
三供電來源共構能源管理系統
這套系統有三種供電來源。首先最重要的就是太陽能板,規模分析並不在本文討論範疇內,但一般來說每小時最少要有數千瓦(Kilowatt)。太陽能板的額定輻照度通常在每平方公尺150W。太陽能板饋給的對象為最大功率點追蹤(MPPT)模組,這是一種直流對直流(DC-DC)的功率轉換器,內部可執行最大功率點追蹤運算法。一般來說這些裝置效率都非常高,電效率超過98%,其通常是多相的交錯式降壓或降升壓轉換器,輸入和輸出端都只要幾百瓦就能運轉。裝置可以隔離也可以不要,但因為法規或安全因素,大部分系統都會進行電氣隔離。它的輸出對象則是一個通用的直流匯流排,可從這裡將下游能源提供給負載,而系統可採類比、完全數位化,或混合類比與數位控制。
第二種來源是電網,其並非必要供電來源,因為目的是使太陽能的利用最大化。不過在供電斷斷續續,或日照不足以提供全年或特定季節運轉的地區,電網就有助於滿足需求,因為系統基本上是一種太陽能儲存裝置,因此也可以利用系統本身在尖峰時刻補足電網之不足,或利用雙向的併網逆變器,擔任太陽能發電場的角色。若有適當政策將太陽能發電場或自用電廠所產生的電力輸出給電網,並採用淨計量電價的模式,就同時可以達到兩用效果。
第三種來源,同時也是接收/儲存點,則是電池。最近的趨勢是利用電池續航力高的鋰電池來快速充電,放電深度與容積效率都非常高,也可以將電池放在地底下以節省建物空間。這些鋰電池組件會以適當的串並聯組合放置,並分為好幾個組列。
電池的末端有一個接線盒,以及同時扮演監督者角色的終止裝置。每個電池都有一個資料埠,通常為CAN或RS485,都以菊環鏈模式輸出到終止裝置,終止裝置就能從最頂層了解每一個電池、組列或整個蓄電池組的健康狀態─這基本上是一種資料集中器和交換裝置,讓電池組件連接或中斷電路。此外,其還能和中央控制進行通訊,決定電池要充電還是放電。
圖2很清楚描繪出電源系統的架構,這是一種模組化的系統,可擴充到適當規模,模組通常都可擴充,每個3~5kW且搭配通訊匯排流,多半是CAN或MODBUS/RS485。中央控制器隨時都可以根據功能需求來配置模組—無論是充電管理、負載管理或診斷檢查。中央控制器內部經過布建可偵測能源使用狀況,基本上就是每小時消耗、儲存和產生/輸出多少kW的電力;同時還能與工業標準的電度表通訊,達到計費、費率設定等目的。
圖2 後段的能源系統架構
SiC提升電源轉換功率密度/效率
DC-DC轉換器模組接收DC匯流排的輸出。依照連結的車輛種類,還有與車輛電池管理系統規定電壓和電流相關需求,中央控制器會將DC-DC轉換器配置到通訊匯流排,這種選項通常用在DC快速充電,還可同時搭配多個DC-DC轉換器模組以達到負載。
DC-AC逆變器也是接收DC匯流排的輸出,但專門用於只能接受AC充電或一般慢充應用的車輛。這種雙向的逆變器可達到兩種功用:一是對DC匯流排輸出以滿足需求,二則是當充電站處於空轉狀態,抑或尖峰時段必須利用充電站來補強電網不足,便可反向對電網輸出電力。目前任何一種電源轉換模組的關鍵效率指數包括下列兩項指標:
.高效率
端對端>95%,為現今已經可以實現的數字。
.高功率密度
有助於縮小系統體積,因為建物空間是主要部署成本之一。
以上兩點都可以藉由先進的晶片技術達成。寬能隙(Wide Band Gap)半導體,尤其是碳化矽(SiC)元件,能在高切換頻率、更高的接面溫度下運作,而且效率更高。除此之外,還可自動縮小磁性元件和電容器等被動元件的尺寸。因為有更好的磁性元件材料,在設計上得以縮小體積並降低耗損,因此可以處理更高的功率。
中央控制器四功能確保穩定充電
中央控制器為充電站的大腦,功能包含最基本的使用者/訂戶的辨識及互動,甚至是確保車輛以最適方式充電,結合高效能運算、聯網與感測功能,功能強大。主要功能如下:
.使用者身份與支付
就使用者而言這是最常見的功能,透過智慧卡、一次性密碼(OTP)、支援NFC功能之手機,甚至藍牙執行。所有次要系統都由面板的微處理器/微控制器(MPU/MCU)控制。
.電源管理
這是充電站最重要但也最不顯眼的部分。系統控制器會持續監測電源情境:也就是供與需,接著決定如何從供應端滿足需求。無論光靠太陽能是否足以供應負載,或必須結合太陽能和儲存的電力,又或是同時需要從電網提供部分輸入。有些情境下可能會出現供給過剩或需求過高的狀況,其有足夠的智慧功能,可透過更改上述各種電源模組的設定,根據實際狀況傳送電力。
.聯網功能
最新的充電站和相關部署,都必須連上雲端以進行遠端監測及控制;且必須定期與中央管理系統(CMS)對話、回報轉移狀況、參數、診斷結果和運轉數據;同時需要接收來自中央管理系統的運轉指令及設定。因此目前已有多種聯網選項,包括有線及無線。3G/4G、Wi-Fi、乙太網路,甚至是LoRa,都已經用來進行遠端監測。
.保護、診斷和回報錯誤
為了防止故障,系統具有動作迅速的保護機制,會因為大浪或雷擊等外部事件、運轉方面的問題、意外或刻意的誤用/濫用,或者是短路、超溫或過電壓/過電流狀況而驅動。為持續降低運轉成本並將故障時間減至最低,系統會自動回報可能經常發生的問題。模組化的建構方式讓系統可以準確指出現場有哪個故障部分必須更換,這樣技術人員就能在抵達現場前做好準備。
以上簡單介紹太陽能電動車充電系統部署方式。讀者可以到位於印度諾伊達(Noida)的意法半導體印度開發中心,體驗可行的解決方案和各種子模組,也可以根據OEM代工業者的個別需求提供客製化的設計。電子行動和電動車的充電基礎架構是關鍵的焦點領域之一,相關研究也正如火如荼進行,希望解決上述所有功能模組的高效率問題。目前已有端對端晶片可讓電動車充電站得以成真,還有許多設計參考架構加速產品上市時間。
(本文作者任職於意法半導體)
是德電池測試解決方案獲BMW汽車電池研發中心採用
是德科技(Keysight)是推動全球企業、服務供應商和政府機構網路連接與安全創新的技術廠商,該公司日前宣布BMW集團新近於德國慕尼黑成立的電池研發中心,採用是德科技Scienlab 電池測試解決方案,進行全方位的電池測試。
是德科技汽車和能源 Scienlab 電動車事業群資深經理 Michael Schugt 表示,該公司與BMW集團長期合作,共同克服將汽車傳動系統電動化的挑戰;很自豪能夠善用旗下創新解決方案,以及該公司的電池測試專業知識,來支持汽車製造商達成目標,持續促進電動車發展。
是德科技Scienlab 電池測試解決方案分成兩個部分,亦即是德科技Scienlab電池測試系統,可提供準確的量測結果;以及PathWave Lab Operations 軟體,可管理資源、硬體和資訊,確保測試實驗室的最佳化運作。 這套解決方案提供全方位的功能,以支援測試程序的規劃和執行,包括電池測試系統和待測裝置測試的排程、管理、控制及監控。它還可分析測試結果和實驗室整體效率,以找出可進一步改善的空間。
LUCID Motors與LG Chem合作 推動電動車量產
LUCID Motors宣布與LG Chem長期合作,由LG Chem提供新款電動車LUCID Air所需的電池,並預計在2020下半年量產LUCID Air。針對LUCID Air的生產,LUCID Motors將會依照不同型號LUCID Air的測試數據,配備適合的EV電池,並透過電池技術優化LG Chem電池。
配合電動車LUCID Air在2020年的量產規劃,LUCID Motors看準電池的穩定供應有助於LUCID Motors確認未來幾年LUCID Air的產量,決定與LG Chem立定2020~2023年的合作計畫,同時附帶其他的電動車協議。LUCID Motors的執行長暨技術長Peter Rawlinson表示:「與LG Chem的合作契約提供LUCID Air良好的生產途徑,確保足夠的能量密度(energy density)與電池供應。」
對LUCID Motors而言,LG Chem能夠提供LUCID Air高效率的電能,而LUCID Motors將會依據數據測試來為不同型號的LUCID...