動(dong)力(li)電(dian)池(chi)作(zuo)為(wei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)最(zui)核(he)心(xin)的(de)部(bu)件(jian)，也(ye)是(shi)全(quan)球(qiu)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)之(zhi)間(jian)的(de)合(he)作(zuo)與(yu)競(jing)爭(zheng)越(yue)來(lai)越(yue)激(ji)烈(lie)的(de)關(guan)鍵(jian)，能(neng)否(fou)掌(zhang)握(wo)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)供(gong)應(ying)鏈(lian)安(an)全(quan)以(yi)及(ji)從(cong)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)端(duan)實(shi)現(xian)更(geng)強(qiang)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)性(xing)能(neng)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)，在(zai)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)新(xin)勢(shi)力(li)入(ru)局(ju)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)日(ri)趨(qu)激(ji)烈(lie)的(de)當(dang)下(xia)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。

 

 

一致性仍是電池製造關鍵掣肘
，化成分容技術引領革新

 

過去的幾十年裏，動力及儲能用鋰離子電池在大規模商業化方麵已經取得了空前的進步， 電dian池chi製zhi造zao商shang和he供gong應ying鏈lian廠chang商shang意yi識shi到dao，要yao想xiang在zai這zhe一yi新xin興xing行xing業ye分fen得de一yi杯bei羹geng
，擴kuo大da電dian池chi的de生sheng產chan規gui模mo和he提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv是shi關guan鍵jian
，同tong時shi必bi須xu將jiang電dian池chi的de性xing能neng質zhi量liang放fang在zai首shou位wei。“電池製造過程中的化成分容是一個耗時的過程
，涉及多次充電和放電以激活電池的化學性質，對於確保動力電池組的一致性、安全性和較長周期壽命的高質量來說尤為關鍵。”ADI市場經理祝臻在近日的一次公開采訪中提到。

 

ADI市場經理祝臻接受采訪

 

化hua成cheng指zhi鋰li電dian池chi組zu裝zhuang完wan畢bi後hou通tong過guo給gei電dian池chi一yi定ding的de電dian流liu

，使shi得de鋰li電dian池chi正zheng負fu極ji活huo性xing物wu質zhi被bei激ji發fa
，最zui後hou使shi電dian池chi具ju有you放fang電dian能neng力li的de電dian化hua學xue過guo程cheng。影ying響xiang化hua成cheng的de因yin素su有you化hua成cheng電dian流liu、SOC、老(lao)化(hua)時(shi)間(jian)及(ji)溫(wen)度(du)等(deng)
，還(hai)需(xu)考(kao)慮(lv)電(dian)池(chi)材(cai)料(liao)體(ti)係(xi)和(he)產(chan)能(neng)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)，化(hua)成(cheng)不(bu)僅(jin)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)
，而(er)是(shi)綜(zong)合(he)衡(heng)量(liang)不(bu)同(tong)參(can)數(shu)對(dui)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)，需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)精(jing)準(zhun)的(de)數(shu)據(ju)測(ce)試(shi)並(bing)研(yan)究(jiu)驗(yan)證(zheng)。

 

分容則是對化成完的電池進行充放電
，不同類型電池的充放電電流略有差異，以便統計電池的容量
、充電恒流比、放電平台電壓

、內(nei)阻(zu)等(deng)進(jin)行(xing)區(qu)分(fen)，篩(shai)選(xuan)出(chu)指(zhi)標(biao)相(xiang)同(tong)的(de)單(dan)體(ti)以(yi)便(bian)分(fen)檔(dang)配(pei)組(zu)
，隻(zhi)有(you)性(xing)能(neng)很(hen)接(jie)近(jin)的(de)才(cai)能(neng)組(zu)成(cheng)電(dian)池(chi)組(zu)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)差(cha)也(ye)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)組(zu)安(an)全(quan)性(xing)降(jiang)低(di)。例(li)如(ru)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)組(zu)為(wei)滿(man)足(zu)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)能(neng)量(liang)需(xu)求(qiu)，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)數(shu)十(shi)支(zhi)到(dao)數(shu)千(qian)支(zhi)電(dian)池(chi)組(zu)成(cheng)，受(shou)到(dao)係(xi)統(tong)複(fu)雜(za)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)，電(dian)池(chi)組(zu)的(de)行(xing)為(wei)有(you)其(qi)獨(du)特(te)性(xing)，並(bing)不(bu)是(shi)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)做(zuo)簡(jian)單(dan)的(de)加(jia)減(jian)法(fa)就(jiu)能(neng)夠(gou)獲(huo)得(de)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)性(xing)能(neng)。

 

鋰離子電池製造的流程

 

因此，為提高電池的循環壽命
、穩定性
、自放電性
、安an全quan性xing等deng電dian化hua學xue性xing能neng，必bi須xu嚴yan格ge控kong製zhi電dian池chi的de一yi致zhi性xing並bing精jing確que評ping定ding電dian池chi等deng級ji，對dui化hua成cheng分fen容rong檢jian測ce設she備bei的de電dian流liu電dian壓ya測ce量liang精jing度du有you很hen高gao的de要yao求qiu，也ye有you助zhu於yu電dian池chi製zhi造zao商shang和he測ce試shi設she備bei提ti供gong商shang擴kuo大da電dian池chi生sheng產chan規gui模mo並bing提ti高gao效xiao率lv，在zai電dian動dong汽qi車che市shi場chang抓zhua住zhu產chan銷xiao爆bao發fa的de關guan鍵jian機ji遇yu。

 

如何兼顧成本與靈活性？傳統解決方案麵臨新的挑戰

 

xianyuchuanganqicaijijingdu，tongshiweijiangdidianchichengben，zhizaoshangxuyaotongchoujiangu，liyonggongyingshangdexitongjizhuanyezhishilaijianshaozhengtidianchiceshidianlumianjidaxiao

，tongshizengjiatongdaodeshuliang，erqiebixubaochiceshiceliangdejingquexing、可靠性和速度，即使在惡劣的工廠條件下，也要實現±0.05%以上的精度。

 

據祝臻介紹，傳統電池化成分容設備所使用的雙向DC-DCbianhuanqimokuaifanganfenweilianglei，jijiyufenliqijiandefanganyushuzifangan，fenliqijianfanganyibanyingyongyuzhongxiaogonglvchangjing
，shuzifanganzekeyitongshishiyingdazhongxiaobutonggonglvchangjing。

 

基於分立器件的方案在器件選型
、采購上都比較靈活
，需要考量每個器件的精度要求選擇對應器件
，對應一定範圍輸出電壓、電流、通道數的設備。但其缺點包涵器件太多
，研發、調試、測試
、係統校準需要花費很多工時，實現通道交錯並聯、通道之間均流功能需要額外的電路

，並且具有比較複雜等顯著的缺點
，使得其單體電芯容量日益攀升的趨勢下綜合成本劣勢越發顯著。

 

而傳統數字內核化成分容設備使用DSP或者具備DSP功能的處理器做功率變換回路的主控製器，PID環路采用軟件或者硬件模式，采用數字PWM控製開關管，外圍電壓、電dian流liu采cai樣yang，緩huan衝chong放fang大da器qi使shi用yong的de運yun放fang和he硬ying件jian方fang案an沒mei有you太tai大da區qu別bie。其qi優you勢shi是shi控kong製zhi比bi較jiao靈ling活huo，數shu字zi方fang案an調tiao試shi也ye比bi較jiao方fang便bian，可ke以yi實shi現xian比bi較jiao複fu雜za的de功gong能neng，比bi如ru交jiao錯cuo並bing聯lian工gong作zuo，多duo通tong道dao並bing聯lian均jun流liu，電dian壓ya前qian饋kui等deng等deng。然ran而er其qi軟ruan件jian開kai發fa難nan度du大da
、成本高

、周期長
，後期維護成本偏高。

 

由此可見
，傳統方案在各自的應用領域中有自己的優點
，但也有相應的無法克服的固有缺點。“這便是ADI將模擬前端、功率控製和監控電路集成在單個IC 中的原因
，測試組件合並為一個完整的解決方案

，既具備分立器件方案的成本優勢
，又具備數字方案的多功能靈活性。” 祝臻表示。

 

控製從模擬轉向數字，ADI新一代化成分容測試方案解讀

 

ADI 最新一代數字化四通道雙向DC-DC控製器ADBT1000/1/2係列
，將應用於電池化成分容行業的雙向DC-DC方案進行了單芯片係統級的集成
，集成了電壓電流采樣的模擬前端和輔助ADC
，采用數字內核，可以實現多通道交錯並聯操作，通道間數字均流等操作。

 

 

值得一提的是，ADI化成分容的上一代產品AD8452jiyumonikongzhihuiludejiagou，qishejiliniantongyangfeichangxianjin
，yidedaolekehudaliangshiyongheguangfanrenke。raner，zhenduibutongdedianchiceshicanshu
，chuantongdemonihuanluzhinengqutongguoxiugaihuotiaozhengxianlubanshangdedianronghuodianzuwangluoqugaijinshuzhi，bujinduidianlushejitichulehengaodeyaoqiu
，zaibutongchanpintiaoshizhongyehuifeichangbufangbian。dianchihuachengxingyexuqiuxiangduitongyi，runengtongguojicunqipeizhidefangshishixiangezhonggongneng

，jiangdadatigaoleceshixiaolv，zheyeshidianchihuachengfenrongceshishebeikaishizhubuyoumonikongzhizhuanxiangshuzikongzhiyanjindeyuanyinzhiyi。

 

“ADBT1000/1/2係列芯片基於數字環路控製設計
，包含四通道模擬前端
、四通道數字PWM發生器
、數字GPIO口、中斷接口、8通道12位輔助ADC，其中四路ADC帶有電流源輸出功能，方便實現溫度監控。”祝臻指出，“相較AD8452的單通道方案

，ADBT1000係列芯片擁有的最多4個數據采集通道
，客戶能夠多路自由組合，既可以通過兩通道並聯輸出更大的電流，也可以把4個通道同時並聯，單芯片實現了高達240A的大電流充放電甚至更高
，符合於現階段電池容量持續提升的大趨勢。內置狀態機實現PID調節的模式將帶來更快的環路相應能力，同時免除了軟件控製帶來的程序跑飛的風險。”

 

 

ADBT1000係列芯片的諸多特點和功能集成到一起，簡化了電池化成分容充放電通道設備的硬件設計
，數字內核配置有專用的GUI軟件可以直接設置寄存器，直接避免了複雜的DSP代(dai)碼(ma)和(he)算(suan)法(fa)開(kai)發(fa)與(yu)後(hou)期(qi)維(wei)護(hu)的(de)成(cheng)本(ben)，對(dui)於(yu)高(gao)功(gong)率(lv)應(ying)用(yong)，極(ji)大(da)優(you)化(hua)了(le)設(she)計(ji)門(men)檻(kan)和(he)開(kai)發(fa)難(nan)度(du)。集(ji)成(cheng)的(de)高(gao)精(jing)度(du)模(mo)擬(ni)前(qian)端(duan)，可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)精(jing)度(du)和(he)溫(wen)漂(piao)，也(ye)極(ji)大(da)減(jian)少(shao)了(le)客(ke)戶(hu)開(kai)發(fa)電(dian)池(chi)化(hua)成(cheng)分(fen)容(rong)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)間(jian)。

 

隨著動力電池市場的爆炸式增長
，對大容量電池需求也隨之增加。“ADI持續研發了許多新產品
、參考設計和集成解決方案，新一代ADBT1000xilieceshixinpianbianzaitigonggaojingdudetongshi
，yizhuangtaijifangshishixianshuzihuahuanlukongzhitidaimonikongzhi
，tigaolegongchangduiyudianchihuachengfenrongdeceshinengli
，kuodaleceshiguimo，zengjialedianchihuachengshebeidewendingxing，shizhizaoshangnenggougenggaoxiaodishengchananquanqiangjindedonglidianchizu。”祝臻強調道。

 

 

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