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锂离子电池快速发展为IC供应商带来新商机

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-09-13 来源:中国电力电子产业网 浏览次数:938

    锂离子充电电池的优点取决于充电/放电管理与安全性所需的技术成本,而这也为类比与电源IC供应商带来新商机。

    各种类型的锂离子化学电池在可充电电源市场占据较大的市场份额,这已经不是新闻了。锂离子电池正从铅酸电池(SLA)、镍氢电池(NiMH)与镍镉(NiCd)电池等既有电池市场取得更多占有率,在电池市场持续快速成长。从笔记型电脑、医疗设备,到电动自行车(e-bikes)、油电混合车(HEV)、电动车(EV)以及飞机(如波音梦幻客机)交通运输等领域,锂离子电池均可实现广泛应用。

    根据LuxResearch最新的调查报告,2013年行动应用的能源储存市场约有280亿美元,预计将在2018年时成长至410亿美元;其中,锂离子电池将在许多行动应用细分领域占据主导地位,预计在2018年时达到370亿美元。就算你认为这些预测过于乐观或存在较大误差,也不能否认锂离子电池带来的强大的技术与产品优势。

    锂离子电池迅速获得普遍采用的原因很简单:重量与容量。它比其它化学电池拥有3到10倍的能量密度,使它在应用于许多情况时也非常具有吸引力。

    这一切都为电池制造商带来了诸多利益,但对于IC供应商呢?尽管锂离子化学具有种种优点,但也存在技术与用户方面的挑战,透过先进的IC设计技术则可解决这这两方面的问题。

    技术方面:锂离子电池需要特殊处理与照顾,包括在充电、放电或甚至不使用时,以及无论是在正常操作模式与内部电池芯或发生其他问题的情况。几年前曾发生过笔记型电脑着火,原因就出在内部电池芯发生短路所致;而不久前也才发生波音787梦幻客机电池起火燃烧的事件。

    其结果是,这些电池需要仔细监测其充电和放电时的动态、温度及其他参数。更复杂的情况是锂离子电池技术的另一个优点:它有一个相对平坦的放电曲线,输出电压维持与标准电池放电十分接近。这使得它很难评估实际的电池的充电状态,并往往需要额外的补偿温度和其他变量。

    了满足这些需求,IC供应商设计了专为锂离子化学量身订做的专用电池管理IC──但由于其复杂度以及测量精度的要求,其ASP略高于其它IC。

    其中有些IC提供内部记忆体,可用于搭配充电/放电演算法至特定电池组。其他高阶产品包括所谓的“通用”IC,原则上可处理多种化学成分。这些IC往往成本较高,但如果终端产品提供不同的电池技术和成本选择,则可简化BOM和产品组装。

    IC供应商的另一项商机则是协助OEM避免使用不合格或仿冒的锂离子电池组。这个问题十分严重,特别是针对高阶产品的备用电池可能卖到几百块钱,但你却可以从网路上或水货市场用一半的价格买到几可乱真的备用电池。但这些仿冒电池组在运作了一段时间后,化学能力下降、机械结构故障以及内部安全功能不足,都可能导致电池的使用寿命缩短,或严重威胁到用户。

    为了解决这个问题,锂离子电池与电池组供应商已经与IC供应商合作,共同开发可认证电池组的各种技术,包括使用的嵌入序列号、挑战-反应协议,甚至是类似于使讯息内容更安全的加密技术。无论他们选择怎么做,电池组中都需要存在IC,产品中可能还需要另一颗IC。它可能是一款安全IC,或是嵌入更昂贵的组合IC中,同时提供电池管理与认证。

    对于IC供应商来说,锂离子电池化学带来了机会。几乎每一家以类比/电源IC为主要产品线的供应商都提供了一系列的充电/放电管理元件。即使是在主流类比/电源领域知名度较小的利基厂商也是如此。这些具前景的IC是否能掌握锂离子严格的性能要求呢?一切都还有待观察。

责任编辑:李嘉

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