精密模拟控制器让可充电制造得到进一步的发展

关键字：精密模拟控制器 锂离子电池 线性电压调节器

节能和环保在我们的日常生活中扮演着重要的角色；而随着价格亲民的混合动力汽车和电动汽车的发布，人们的这些意识进一步得到了提高。这两项技术均使用大量充电电池，其中高品质、高功率的锂离子电池单元代表了目前为止最佳的解决方案。这些电池广泛用于笔记本电脑、手机、数码相机、摄像机和其他便携式设备中，但生产效率并未成为一个主要问题，因为这些电池的容量较低，通常为每单元或每组低于 5 安时（Ah）。一个典型的电池组由不到一打的电池单元组成，因此匹配也不是什么重要问题。

实现节能的一种方法是在非高峰时段储存电能，补充高峰时候的用电需求。用于车辆或电能存储的电池具有高得多的容量，通常为几百 Ah。这是通过大量小型电池单元或一些高容量电池来实现的。例如，某种型号的电动汽车采用大约 6800 个 18650 锂离子电 池单元，重达 450 kg。由于这个原因，电池生产需要制造速度更 快、效率更高以及控制更精确以满足市场的价格需求。

锂离子电池制造概述

图 1 显示锂离子电池制造过程。下线调理步骤中的电池化成和测试不仅对电池寿命和品质产生极大影响，还是电池生产工艺瓶颈。

图 1. 锂离子电池制造过程

就目前的技术来说，必须在电池单元级完成化成，这可能需耗时数小时甚至数天，具体取决于电池化学特性。在化成时通常采用 0.1 C（C 是电池容量）电流，因此一次完整的充放电循环将需要 20 小时。化成可占到电池总成本的

20%至 30%。

电气测试通常使用 1 C 充电电流和 0.5 C 放电电流，这样每次循环依然需要一小时的电池充电时间和两小时放电时间，且一个典型的测试序列包括多个充放电周期。

化成和电气测试具有严格的精度规格，电流和电压控制在±0.05%以内。作为比较，为便携式设备（比如手机和笔记本电脑）的电池充电时，精度可能仅为±0.5%（电压）和±10%（电流）。图 2 显示典型的锂离子充放电曲线。