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智慧兩輪出行新方案

發(fā)布時(shí)間:2023-06-19 來源:MPS 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】自 2019 年新國(guó)標(biāo)正式推行以來,電動(dòng)自行車被要求確保蓄電池標(biāo)稱電壓小于等于 48V、整車質(zhì)量小于等于 55kg。功率密度更高、循環(huán)壽命更久、安全性更佳的鋰電池市場(chǎng)份額因此而迅速提升。


與此同時(shí),在新基建理念引領(lǐng)下,伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí),中國(guó)共享單車和共享電單車產(chǎn)業(yè)從硬件裝配到服務(wù)體系都將得到進(jìn)一步升級(jí)和創(chuàng)新。


MPS 多年深耕于電源產(chǎn)品研發(fā),愿攜手各位工程師朋友,助你們?cè)谥腔蹆奢喅鲂械睦顺鄙先_刺。


多串鋰電池全新電能計(jì)量解決方案


電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)解決方案的最大挑戰(zhàn)之一就是準(zhǔn)確估算電池組的內(nèi)部狀態(tài),出色的電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案與提升產(chǎn)品性能、改善用戶體驗(yàn)息息相關(guān)。


MPS 全新推出 MPF42790 電量計(jì)方案,幫助客戶實(shí)現(xiàn)更高精度的電池荷電狀態(tài)計(jì)量:


●  覆蓋 2 串 - 16 串電池包應(yīng)用規(guī)格

●  支持多達(dá) 4 個(gè)溫度傳感器信息監(jiān)測(cè)

●  支持實(shí)現(xiàn)單節(jié)電池荷電狀態(tài)(SoC)監(jiān)測(cè)

●  支持實(shí)現(xiàn)單節(jié)電池健康狀態(tài)(SoH)監(jiān)測(cè)

●  為客戶電池提供定制化特性建模

 

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圖 1: 基于 MPF42790 的 BMS 方案功能框圖


600W 高功率密度電池充電方案


隨著電池包鋰電化趨勢(shì)蓬勃發(fā)展,大功率充電適配器逐漸成為市場(chǎng)主流需求,而傳統(tǒng)反激架構(gòu)顯然難以滿足大功率適配器的高頻、高效、高功率密度要求。因此,MPS 發(fā)布了高性能數(shù)字 PFC + LLC 組合控制器 HR1211,并基于 HR1211 提供一整套 600W 電池充電解決方案。 


圖 2 是參考設(shè)計(jì)評(píng)估板 EVHR1211-Y-00B,其中包括 HR1211、HF500-15、MP6925A 和 MP2009。 


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圖 2: 參考設(shè)計(jì)評(píng)估板 EVHR1211-Y-00B


圖 3 展示了該設(shè)計(jì)的功能框圖 


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圖 3: 600W 電池充電方案功能框圖


HR1211 內(nèi)部集成的 PFC 控制器能夠幫助用戶在省去昂貴的低頻濾波器的同時(shí),使產(chǎn)品具備出色的功率因數(shù)水平;配合 MPS 的同步整流方案 MP6925A 取代副邊二極管,效率顯著提升,并通過恒流恒壓控制(CC-CV)來確保電池合理充電;方案因此能實(shí)現(xiàn)較高的功率密度,從而得以幫助客戶降低整體方案成本。 


1682679062501857.png圖 4: MPS 600W 充電方案性能實(shí)測(cè)


高效百伏耐壓同步降壓轉(zhuǎn)換器


現(xiàn)階段,電池包額定電壓范圍覆蓋從電動(dòng)自行車的 48V 到輕型電摩的 60V 甚至更高。考慮到電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)存在,在設(shè)計(jì) BMS 方案時(shí)通常需要使用 100V 耐壓的電源芯片為板上主控、通信供電。


MPS 全新發(fā)布一顆 100V 耐壓、0.8A 負(fù)載電流能力的同步降壓轉(zhuǎn)換器 MP4581: 


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圖 5: MP4581 應(yīng)用電路


MP4581 不但可以輕松扛過電池包正極上近百伏的峰值電壓,還能在輕載時(shí)自動(dòng)進(jìn)入跳頻模式(PSM,Pulse-Skipping Mode)提升工作效率,并以極低的靜態(tài)電流(15uA)幫助客戶實(shí)現(xiàn)BMS方案的低待機(jī)功耗指標(biāo)。圖 6 顯示了 MP4581 與競(jìng)品的靜態(tài)電流(IQ)對(duì)比。 


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圖 6: MP4581 享有 15uA 超低靜態(tài)電流 (IQ)


圖 7 顯示了 MP4581 的效率曲線。 


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圖 7: MP4581 效率曲線


適用于小型太陽(yáng)能電池板 MPPT 算法實(shí)現(xiàn)的


鋰電池充電方案


隨著“共享化”概念深入人心,越來越多的人習(xí)慣了共享單車出行。對(duì)于共享單車來說,除使用小型光伏板為中控單元供電外,通常還會(huì)配備用電池。


如何保證光伏電池板以最大功率為共享單車中控系統(tǒng)供電以及如何在光照不足的情況下控制備用電池?zé)o縫切換給系統(tǒng)供電,是整個(gè)光伏充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。 MPS 的最新一代單串鋰電池充電管理解決方案


MP2731 完美適配光伏輸入場(chǎng)合。圖 8 顯示了 MP2731 的功能架構(gòu)。 


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圖 8: MP2731 功能架構(gòu)


MP2731 有三個(gè)核心優(yōu)勢(shì):集成可編程輸入電壓環(huán),內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),以及采用 NVDC 路徑管理架構(gòu)。下面介紹這些功能:


1. 集成可編程輸入電壓環(huán): 通過控制輸入電壓環(huán),即可調(diào)節(jié)光伏板的輸出電壓;

2. 內(nèi)置 ADC: 采集輸入電壓和電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息存儲(chǔ)在寄存器中,便于上位機(jī)計(jì)算光伏板的輸出功率;

3. 采用 NVDC 路徑管理架構(gòu): 可實(shí)現(xiàn)光伏電池板與備用電池對(duì)系統(tǒng)供電的無縫切換。


以 MP2731 為核心的光伏充電方案能夠高效追蹤光伏電池板的最大輸出功率,實(shí)測(cè)跟蹤精度可達(dá)96.8%(見圖 9)。 


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圖 9: MP2731 評(píng)估板及實(shí)測(cè) MPPT 跟蹤精度


結(jié)語(yǔ)


隨著電動(dòng)自行車和自行車共享服務(wù)的普及,MPF42790、HR1211、MP6925A、MP4581 和 MP2731 等產(chǎn)品也推動(dòng)著電動(dòng)自行車的發(fā)展浪潮。從控制器到電池充電器到轉(zhuǎn)換器,MPS 可以在設(shè)計(jì)過程的多個(gè)階段優(yōu)化電動(dòng)自行車解決方案。



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