电池技术是新能源汽车的重要驱动力。目前，新能源汽车中的电池对新能源汽车的发展带来很大的挑战。如何改善电池的充电时间、使用寿命、减轻电池的重量，增加电池的续航能力、降低成本、保证使用安全等问题，都是新能源汽车迫切需要而且必需要解决的问题。

随着业界对电池电量计算的精度要求不断提高，越来越优异的电池工艺技术的出现，使得电池充放电曲线更加平坦，所以电池管理芯片需要拥有更高的测量精度。另外，由于锂电池的失效特性，电池管理系统的可靠性和安全性至关重要。国内厂商开始关注系统级的安全性设计，以及ISO26262标准的引入。在电池管理芯片领域，主流半导体厂商均在芯片中集成了越来越完备的故障报错机制、数据校验机制、以及冗余监控机制，以帮助客户实现更高等级的系统级安全。最后，很多厂商开始关注效率更高的主动式电池均衡，以降低电池管理模块的发热，节省电量消耗。

ADI公司中国汽车客户事业部销售总监 许智斌

以上几个新的技术趋势，也正是ADI公司在电池管理芯片领域致力的方向。ADI公司中国汽车客户事业部销售总监许智斌先生介绍到： “在新能源汽车领域，ADI推广用于铅酸电池控制的芯片(ADuC703X)。在这一领域，ADI在欧美占有超过95%的市场份额。铅酸电池更多是使用在起停功能上面，相对来说把传统汽车的燃油使用效率提高。除了铅酸电池外，ADI也已经推出一系列可应用在混合动力车及纯电动车上面的锂电池监控和保护系统产品，该系统集成锂电池安全监控器,可以帮助用户实现故障安全电路,并为之构建安全环境的安全监控器件。这款全新的监控器为设计师提供了他们开发完整电池监控和保护系统前端所需的最终解决方案。”

AD7280A与AD8280为集成式解决方案，可监控六个电池单元的电压和温度输入，增强型的菊花链接口，可灵活匹配不同电池节数的电池包架构。该器件由电池组供电，可以针对过压、过温或欠压这三种状况中的任何一种提供共享式或单独式报警。ADI的iCoupler和isoPower系列数据和电源隔离器，具备优异的数据速率和功率消耗，同时满足隔离等级要求。这一套锂电池监控和保护系统解决方案可以应用于能源、工业和汽车应用的锂电池监控和保护系统。

另外，许智斌先生提到：“ADI在电机控制方面有着长期的积累和市场领先地位。旋变芯片AD2S1210和最新推出的磁阻传感器AMR芯片ADA4571可以帮助我们的客户设计开发高精度高可靠性的电机系统，用于新能源车里的各项应用。”

AD8280

AD8280是一款用于锂离子电池组的纯硬件安全监控器，配有用来监控6个电池的输入以及2个温度传感器。多个AD8280器件可以通过菊花链方式连接起来，以监控远远多于6个电池的电池组，而无需使用大量隔离器。输出可以配置为独立或共用报警状态。

AD8280产品简介

AD8280是一款用于锂离子电池组的纯硬件安全监控器，配有用来监控6个电池的输入以及2个温度传感器(NTC或PTC热敏电阻)。多个AD8280器件可以通过菊花链方式连接起来，以监控远远多于6个电池的电池组，而无需使用大量隔离器。输出可以配置为独立或共用报警状态。

该器件独立于AD7280等主监控器工作，内置自用基准电压源和LDO，二者均完全采用电池组供电。基准电压源与外部电阻分压器一起，用来设置过压/欠压的跳变点。每个电池通道都含有可编程去毛刺(D/G)电路，以免瞬时输入电平引发报警。

AD8280还有2个数字引脚;当要监控的电池少于6个时，可以利用数字引脚选择各种输入组合。更重要的是，它具有自测功能，因此适合混合动力电动汽车等高可靠性应用。工作温度范围为-40°C至+105°C。

AD8280器件特性

通过AEC-Q100认证

广泛的自测功能

宽电源电压范围6.0 V至30.0 V

多路输入，监控3至6个电池电压/2个温度

单独或共用报警选项

扩展的温度范围：-40°C≤TA≤105°C

LDO可用于隔离器供电

器件应用

锂离子电池备用监控器和阈值检测

电动和混合动力汽车

工业车辆

不间断电源

风能和太阳能

功能框图编辑

AD8280功能框图：

AD7280A

AD7280A内置对混合动力电动汽车、电池备用应用和电动工具所用叠层锂离子电池进行通用监控所需的全部功能。

AD7280A简介

该器件具有多路复用电池电压和辅助ADC测量通道，可用于最多6个电池的电池管理。同时提供±3 ppm内部基准电压，使电池电压精度可达±1.6 mV。ADC分辨率为12位，转换48个单元只需7 μs时间。

AD7280A采用单VDD电源供电，电源电压范围为8 V至30 V（绝对最大额定值为33 V）。该器件提供六个差分模拟输入通道，以处理整个VDD范围内的大共模信号。各通道允许的输入信号范围（VIN(+)至VIN(?)）为1 V至5 V。输入引脚可接受六个串联叠置的电池。此外器件内置六个辅助ADC输入通道，可用于温度测量或系统诊断。

AD7280A内置片内寄存器，可根据应用要求对通道测量的时序进行编程。

另外还内置动态提醒功能，可检测电池电压或辅展开助ADC输入是否超出用户定义的上限或下限。AD7280A具有电池平衡接口输出，用来控制外部FET晶体管，允许各电池放电。

AD7280A内置的自测功能可在内部将一个已知电压施加于ADC输入。

利用菊花链接口，最多可将八个器件堆叠起来，而无需单独的器件隔离。

AD7280A仅需一个电源引脚，正常工作条件下的功耗为6.5 mA，转换速率为1 MSPS。

所有这些功能全都集成于48引脚LQFP封装之内，工作温度范围为?40°C至+105°C。

AD7280A应用

锂离子电池监控

电动和混合动力汽车

备用电源

特性

12位ADC，转换时间：1us通道

6个模拟输入通道，共模范围：0.5 V至27.5 V

6个辅助ADC输入

片内电压调节器

电池平衡接口

菊花链接口

高输入阻抗

内置报警功能的串行接口

1个SPI接口，可用于多达48个通道

读写命令具有CRC保护

片内寄存器可用于通道时序控制

VDD工作电压：8 V至30 V

温度范围：-40°C至+105°C

48引脚LQFP

通过汽车应用认证

新能源汽车

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

分类

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

纯电动汽车

纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。

混合动力汽车

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车有多种形式。

燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。

氢发动机汽车

氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。

其他新能源汽车

其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。

主要特点

混合动力汽车

优点：

1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，发动机相对较小(downsize)，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

2、因为有了电池， 可以十分方便地回收下坡时的动能。

3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。

4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。

7、整车由于多个动力源，可同时工作，整车的动力性优良。

缺点：系统结构相对复杂;长距离高速行驶省油效果不明显。

纯电动汽车

优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。

缺点：蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵;至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/7~1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

燃料电池汽车

与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：

1、零排放或近似零排放。

2、减少了机油泄露带来的水污染。

3、降低了温室气体的排放。

4、燃油电池的转化效率高(60%左右)，整车燃油经济性良好。

5、运行平稳、无噪声。

缺点：燃料电池成本高昂，同时使用成本(氢)也昂贵。

氢动力汽车

优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。

缺点：氢燃料成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。

超级电容汽车

优点：充电时间短、功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等，

缺点：能量密度低，很难满足整车需求，故一般作为辅助蓄能器;功率输出随着行驶里程加长而衰减等。

组成设备

从全球新能源汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显，与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距，这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。

电池

铅酸蓄电池

铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，它可靠性好、原材料易得、价格便宜;比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点;一是比能量低，所占的质量和体积太大，因此一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短，使用成本过高。

镍氢蓄电池

镍氢蓄电池属于碱性电池，镍氢蓄电池循环使用寿命较长，能量密度高，但价格较高，存在记忆效应。国外生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie、丰田和松下的一个合资公司。Ovonie现有80A·h和130A·h两种单元电池，其比能量达75-80W·h/kg，循环使用寿命超过600次。这种蓄电池装在几种电动汽车上使用，其中一类车一次充电可行驶345km，有一辆车一年中行驶了8万多公里。国内已开发出55A·h和100A·h 单元电池，比能量达65 W·h/kg，功率密度大于800W/kg的镍氢蓄电池。

锂离子电池

锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大(能量密度高)、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，并且人类只开发利用了其理论电量的20%～30%，开发前景非常光明。同时它是一种真正的绿色环保电池，不会对环境造成污染，是目前最佳的能应用到电动车上的电池。我国从二十世纪九十年代开始开发和利用锂离子电池，至今已取得突破性进展，研制出了完全拥有自主知识产权的锂离子电池。

镍镉电池

镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55W·h/kg，比功率超过190W/kg。可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4～5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。缺点是有“记忆效应”，容易因为充放电不良而导致电池可用容量减小。须在使用十次左右后，作一次完全充放电，如果已经有了“记忆效应”，应连续作3～5次完全充放电，以释放记忆。另外镉有毒，使用中要注意做好回收工作，以免镉造成环境污染。

钠硫蓄电池

钠硫电池的优点：一个是比能量高。其理论比能量为760W·h/kg，实际已大于100W·h/kg，是铅酸电池的3～4倍;另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200～300mA/mm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量;再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100%。钠硫电池缺点，主要其工作温度在300～350℃，所以，电池工作时需要一定的加热保温。而高温腐蚀严重，电池寿命较短。已有采用高性能的真空绝热保温技术，可有效地解决这一问题。也有性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。

电池政策补贴优势

2009年2月份，财政部、科技部发出的《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》中提到，对使用铅酸电池和使用镍氢电池、锂离子电池两类的混合动力汽车进行补贴，最高补贴额分别为8万元/辆和42万元/辆。而2010年6月发布的新能源车补贴以电池容量为确定补贴的唯一指标，铅酸电池完全被否定。前期的新能源车定义中包括铅酸电池的项目，而此次明确补贴的动力电池不包括铅酸电池。而且作为混合动力主力的镍氢电池也将很少补贴。可见，在政策层面，锂离子动力电池和超级电容器的最大的获益对象。

电池价格趋势

就价格趋势来看，电动汽车用快充锂离子动力电池价格在$1600/kwh 左右，普通锂离子动力电池价格在$500/kwh，按照美国汽油和电力的价格趋势，在汽车的整个使用周期内，100km续航能力的快充锂离子动力电池电动车使用成本比性能相当的汽油内燃发动机汽车高25%。一旦电动汽车用动力电池价格下降到$200-300/kwh，电动车使用成本将与传统汽车相当。根据预测，在各国相关政策的鼓励下，2020年全球电动汽车用锂离子需求接近50Gwh，快充电池成本2020 年有望下降到$400-500/kwh，普通动力电池价格能下降到$200-300/kwh。

充电站

汽车充电站和汽车加油站相类似，是一种“加电”的设备。是一种高效率的充电器，可以快速的给手机 ，电动车， 电动汽车等充电。

作为南方电网节能和新能源汽车应用的示范试点，广州市首个公共电动汽车充电站2010年11月8号在亚运城投入运行，该充电站位于南沙港快速和京珠高速公路之间，集充电服务设施和营业厅于一身，充电桩24小时提供服务，建起现场购电现场充的快捷通道，也是亚运城的“专属”营业网点。

充电站执行南方电网开发的充电技术标准，为电动汽车提供三相充电电源，相比另外一种技术标准采用的单相电源，三相电源单位时间内输出电量是其三倍，充电效率高，花费的时间更短。以额定功率为21千瓦的单台交流充电桩为例，充满一辆电动轿车只需要3个小时，减少了使用电动车的时间成本。该充电站不仅充电便捷，还将在二期建设中引入便利店等便民设施。

广州供电局计划到2015年，建成公交充电站61座、公共充电站54座、慢充充电桩80110个，涵盖该市12区县。电网企业将率先试水，引领节能绿色新潮流。

在充电方式中，新能源汽车充电主要有三种模式，一种为桩式充电，一种为架式充电，另外一种就是无线充电。前两种模式对于场地的要求较高，这也是新能源汽车推广遇到的主要难题之一，而无线充电则很好地解决了这一难题。近日，中兴通讯已相继与国内多家客车企业以及各地方政府展开新能源汽车无线充电领域的合作。