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如@@何将太阳能@@输送到@@电池@@中@@@@？储能@@系统@@@@为@@你揭秘@@

judy — Thu, 08 Jun 2023 09:43:57 +0000

作者@@： Adam Kimmel，文章来源@@@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

太阳能@@技术正在@@蓬勃发展@@，其发电量年@@年@@都有增长@@。然而@@，如@@何才能让电能从源头转移到@@储能@@系统@@@@@@（ESS）中@@，然后@@再输送至@@负载@@？这个过程就是@@电力输送@@。就概念而言@@，这一过程十分简单@@，然而@@实施起来却非常复杂@@，毕竟电能的@@多少和@@能源的@@一致性@@随时会发生难以@@预测的@@变化@@，系统@@功率水平也并非一成不变@@。

可利用的@@太阳能@@是@@十分珍贵的@@@@。仅仅将能量储存到@@电池@@中@@@@，再通过逆变器@@输送至@@负载@@，这是@@远远不够的@@@@。首先@@，收集电能的@@效率一定要足够高@@；然后@@，还要通过高品质的@@控制器@@@@，将电能输送至@@储能@@子系统@@@@。本文将对电力输送进行概述@@，并提出一些流行的@@@@ESS方法@@。

1. 储能@@系统@@@@

ESS包含三大主要组成部分@@（图@@1）：

能源和@@储能@@装置之间@@的@@@@路径@@；储能@@装置通常为@@电池@@储能@@系统@@@@@@ (BESS)，但也可能采用其他形式@@

储能@@装置及其管理@@@@

储能@@装置与负载@@（即@@终端用户或电网@@@@）之间@@的@@@@DC/AC逆变器@@

图@@1：电池@@可接收并蓄存来自各种来源@@的@@电能@@，并通过@@DC/AC逆变器@@将其作为@@电源输送给负载使用@@（图@@源@@：贸泽电子@@）

ESS可蓄存能源@@，并根据@@@@需要将其作为@@电源输送给负载使用@@。而太阳能@@是@@一种只能间歇供应@@的@@能源@@。这样@@的@@特性使得住宅和@@企业等@@应用的@@关键@@——电力弹性成为@@一项重大挑战@@。作为@@缓解可再生能源间歇性问题的@@重要媒介@@，储能@@系统@@@@应运而生@@。

由于电动汽车@@@@@@（EV）对先进化学电池@@需求的@@急速增长@@，电池@@正成为@@储能@@领域的@@出色解决方案@@。能源与负载之间@@的@@@@储能@@电池@@及其管理@@系统@@必须对收集到@@的@@能量进行调节@@，以@@满足供电需求@@。

2. 容量驱动的@@架构@@

能源与应用负载之间@@存在@@各种各样的@@组合@@，因而并不存在@@一种可提供优秀性能的@@架构@@。此外@@，基于太阳能@@的@@光伏@@（PV）设备根据@@@@功率大小@@，适用于各种细分市场@@。

就太阳能@@而言@@，一种常用的@@市场细分方式共包含三大块@@：

家用@@：功率不超过@@10kW的@@私人空间@@

商用@@：需要高达@@@@5MW功率的@@办公楼和@@工厂@@

公用事业@@：安装在@@野外@@，功率超过@@5MW

3. 扩大太阳能@@发电规模要考虑的@@因素@@

太阳能@@电池@@板由多个单独的@@光伏电池@@组成@@，每个光伏电池@@都可以@@产生一位@@数的@@电压输出@@。系统@@设计人员将这些电池@@板串联起来后@@，就可以@@尽可能提高架构的@@效率@@，并实现所需的@@功率@@。因此@@，太阳能@@发电系统@@的@@@@规模能够更准确地对应到@@针对具体应用的@@功率@@。

下文将重点介绍用于住宅或小型商用@@装置的@@光伏@@BESS，因为@@这是@@消费者熟知的@@常见应用@@。

4. 太阳能@@如@@何为@@电池@@充电@@

电池@@储能@@的@@一大便利优势在@@于它既可以@@单独使用@@，也可以@@并入电网@@@@，作为@@备用电源或用电高峰期的@@支持电源@@（图@@2）。

图@@2：根据@@@@需要为@@本地负载和@@电网@@供电的@@一套完整太阳能@@储能@@系统@@@@所需关键功能的@@框图@@@@（图@@源@@：英飞凌@@）

光伏电池@@板与蓄电池@@之间@@的@@@@电气@@接口是@@具有降压@@、升压或降压@@/升压特性的@@@@DC/DC转换器@@。设计人员选择的@@转换器@@类型取决于对光伏输出的@@相对最大电压与电池@@阵列的@@最大电压之间@@进行比较的@@结@@果@@。

然而@@，从太阳能@@电池@@板中@@输送电源的@@理想方式是@@利用充电控@@制器@@@@，如@@Phoenix Contact AXC F 2152 PLCnext控制器@@。这款充电控@@制器@@可将光伏电池@@输出中@@的@@最大功率@@首先@@传输给@@DC/DC转换器@@，然后@@在@@最大功率@@点@@（MPP）时再传输给储能@@电池@@@@，此时电源功率与负载相匹配@@。AXC F 2152控制器@@非常适合用于太阳能@@应用@@，因为@@它能在@@恶劣的@@环境@@中@@实现出色的@@性能@@。

太阳能@@电池@@产生的@@电流@@与它所接受到@@的@@阳光量成正比@@，而其开路电压保持相对恒定@@。每条曲线拐点处的@@功率输出达到@@极值@@，此时电池@@从恒定电压器件转换为@@恒定电流@@器件@@，如@@图@@@@3的@@功率曲线所示@@@@。

图@@3：当@@电池@@从恒定电压器件转换为@@恒定电流@@器件时@@，太阳能@@电池@@板的@@功率输出最大@@（图@@源@@：Analog Devices）

MPP是@@光伏电池@@板@@/太阳能@@特性和@@环境温度@@的@@函数@@。当@@阳光强度@@无法支持充电器@@的@@全功率要求时@@，采用高效设计的@@充电器@@可以@@将太阳能@@电池@@板的@@输出电压调整至@@最大功率@@点@@。这一功能可在@@转换过程获取更多的@@功率输出@@，从而提升能源效率@@。

因此@@，如@@要在@@使用过程中@@从光伏电池@@板获取尽可能大的@@功率输出@@，工程师应监测@@MPP和@@电池@@板负载@@@@，从而控制转换器@@并动态@@优化功率输出@@（图@@4）。这种行为@@称为@@最大功率@@点追踪或@@MPPT。

图@@4：基本的@@@@MPP管理@@（此处用于铅酸电池@@@@）需要根据@@@@情况调整@@DC-DC转换器@@，因为@@电池@@板看到@@的@@负载取决于电池@@板的@@输出@@（图@@源@@：ResearchGate）

MPPT需要在@@充电控@@制器@@中@@设置策略或算法来确定@@MPP，再对其进行追踪@@。工程师可采用两种方法@@来追踪最大功率@@@@：恒定电池@@板电压法@@和@@扰动@@观测法@@@@。

恒定电池@@板电压法@@

最直接的@@追踪方法@@@@，就是@@将电池@@板电压设置为@@电池@@数据@@手册提供的@@电池@@开路电压@@（VOC）所确定的@@恒定电压水平@@。设计工程师在@@刚好低于@@VOC的@@某个固定电压下@@，估算电池@@板在@@最大功率@@时的@@电压@@（VMP）。为@@简化这种方法@@@@，设计团队视@@VMP时的@@温度@@系数@@等@@于@@VOC时的@@温度@@系数@@，并视其在@@预期温度@@范围内呈线性@@。通过这些近似值@@，可实现用一个简单的@@温度@@补偿电阻将电池@@板电压设定为@@@@VMP。

扰动@@观测法@@（P&O）

恒定电池@@板电压法@@有其不足之处@@：当@@条件发生变化时@@，例如@@云量不断变化和@@光伏@@188足彩外围@@app 正常磨损时@@，该方法@@就无法继续提供很大效率@@。

另一种能够适应@@MPPT追踪条件的@@更高级方法@@称为@@@@“扰动@@观测法@@”（P&O）。P&O MPPT评估功率变化与电压变化的@@斜率@@（ΔP/ΔV），该斜率在@@@@MPP左边为@@正@@，MPP右边为@@负@@，局部极大值时为@@零@@，该点即@@表示理想电压@@。动态@@MPPT算法通过有意在@@正常值上下轻微@@“扰动@@”电池@@板负载@@，然后@@再观察输出中@@的@@变化@@（无论是@@好的@@变化还是@@坏的@@变化@@），从而映射@@MPP中@@的@@任何变化@@。

控制器@@中@@嵌入的@@@@MPPT算法可在@@从电池@@中@@收集电能并传输至@@输出的@@过程中@@实现尽可能高的@@效率@@，不受辐射@@、尘污和@@温度@@等@@环境条件变化的@@影响@@。控制器@@一旦@@完成启动模式@@@@，就会开始执行@@MPPT模式@@，以@@搜索最大功率@@点@@。图@@5表示了脉宽调制@@（PWM）信号占@@空比如@@何变化以@@找到@@曲线中@@的@@零斜率点@@。

图@@5：MPPT法评估光伏电池@@板正常工作点周围的@@功率变化斜率与电压变化特性@@（图@@源@@：SN Applied Sciences）

5. 取出电能@@

将能量输入到@@电池@@仅仅是@@@@BESS挑战的@@一部分@@。该系统@@旨在@@将蓄入电池@@的@@电能传输到@@负载@@，通常情况下需要采用@@120/240VAC线路为@@设备和@@系统@@供电@@。

输出功能需要@@DC/AC逆变器@@，该逆变器@@将电池@@的@@直流输出转换成与线路兼容的@@交流电@@。就像电源和@@电池@@之间@@的@@@@电子器件一样@@，该逆变器@@并不是@@@@“统一规格@@”的@@装置@@。工程师必须要考虑逆变器@@的@@拓扑@@和@@设计@@，以@@及诸多设计挑战和@@取舍点@@。尽管没有正式的@@定义@@，但专家经常将逆变器@@分成三个功率与特性类别@@：低功率@@、中@@功率@@和@@高功率@@@@。

微型逆变器@@@@（低功率@@）

低功率@@微型逆变器@@@@的@@额定功率介于@@50W至@@400W之间@@，在@@每个太阳能@@电池@@板中@@集成有单独的@@逆变器@@和@@@@MPP追踪器@@，比串联逆变器@@@@更高效@@。需要的@@直流布线非常少@@，但需要大量交流布线@@。因此@@，这种逆变器@@仅适合小型系统@@@@。

串联逆变器@@@@（中@@功率@@）

串联逆变器@@@@是@@一种中@@功率@@配置@@，功率范围介于@@1kW至@@20kW之间@@。此方法@@中@@@@，太阳能@@电池@@板与多个逆变器@@串联@@，通常每串对应一个电池@@板@@。该方法@@具有高效率@@，因为@@每组串联逆变器@@@@都能以@@极大功率@@点独立工作@@。

中@@央逆变器@@@@（高功率@@）

中@@央逆变器@@@@属于高功率@@配置@@，功率达@@20kW及以@@上@@。这种方法@@将多组串联逆变器@@@@并联@@，一组太阳能@@电池@@板仅使用一个逆变器@@@@。由于各组串联逆变器@@@@的@@电压不同@@，工程师会添加特殊二极管@@，将电池@@板驱动至@@极大功率@@@@。然而@@，二极管存在@@固有损耗@@，致使效率降低@@。因此@@，中@@央逆变器@@@@可能无法让所有太阳能@@电池@@板都达到@@极大功率@@点@@。

6. 结@@ 语@@

可再生能源在@@诸如@@间歇性电源和@@电力输送架构等@@领域为@@电源控制带来了新的@@机会@@。通过简单的@@控制器@@将太阳能@@电池@@板连接到@@电池@@@@，并将电池@@用于供电@@，这样@@的@@做法可能偶尔会奏效@@，但也会存在@@性能缺陷@@、安全问题和@@效率问题@@。

相反@@，在@@能源@@-储能@@-电池@@管理@@@@路径上选用适当@@的@@控制器@@和@@@@DC/DC拓扑@@，会得到@@更好的@@效果@@。工程师应优化所选的@@@@DC/DC逆变器@@，确保性能效率@@、一致性@@、长寿命以@@及弹性@@。

畅享@@“甜@@”美人生@@——“人造胰腺@@”中@@的@@村田电池@@@@

judy — Wed, 07 Dec 2022 03:00:32 +0000

经济的@@发展给人们带来富足的@@生活@@，但也带来了一些@@“富贵病@@”，例如@@糖尿病等@@@@。传统的@@控糖方案@@，不方便@@，不精确@@，不及时@@。新科技@@：智能型可穿戴的@@@@“人造胰腺@@”设备孕育而生@@。患者在@@佩戴了@@“人造胰腺@@”时可以@@正常饮食及娱乐@@，提高了患者的@@生活品质@@。

面向医疗的@@智能可穿戴设备@@，在@@可靠性@@、稳定性@@、安全性等@@方面@@，对电池@@提出了更高的@@要求@@。一起来看看村田电池@@是@@如@@何应对此类挑战@@。

村田在@@纽扣电池@@@@的@@研发和@@制造上拥有@@40年@@的@@@@经验@@，在@@上海@@、深圳@@、香港@@、台湾均有配置专职的@@纽扣电池@@@@技术工程师@@，具有丰富的@@经验@@，可提供专业技术支持@@。详情请@@点击@@附件查看@@。

畅享@@“甜@@”美人生@@——“人造胰腺@@”中@@的@@村田电池@@@@

【科普@@】关于一次电池@@和@@二次电池@@@@的@@区别@@

judy — Tue, 17 May 2022 03:18:06 +0000

电池@@大致可分为@@两类@@：干电池@@等@@用完即@@弃的@@@@“一次性电池@@@@”；“锂离子二次电池@@@@@@”等@@可以@@反复充电并使用的@@@@“二次电池@@@@”。

加速开发@@4680大圆柱@@ 松下@@称特斯拉@@对@@其电池@@需求强劲@@

judy — Thu, 12 May 2022 01:44:32 +0000

本文转载自@@：华尔街见闻@@

周三@@，松下@@公司首席财务官梅田广和@@在@@一份声明中@@透露@@，特斯拉@@正要求松下@@控股公司加速开发@@@@4680电池@@。据@@梅田称@@，特斯拉@@对@@2170电池@@的@@需求也依然强劲@@。虽然梅田没有提供有关松下@@即@@将在@@美国建立的@@工厂的@@细节@@，但他强调@@，公司为@@特斯拉@@生产的@@@@2170电池@@仍有大量需求@@。松下@@的@@@@2170电池@@被使用于@@，特斯拉@@位@@于加州弗里@@蒙特工厂生产的@@@@Model 3和@@Model Y车型@@。

梅田还暗示@@，特斯拉@@正在@@推动松下@@加大对@@4680电池@@的@@开发@@力度@@@@。他说@@，“我们不能透露比已经发布的@@@@内容更多的@@信息@@@@，但我们收到@@许多请@@求@@。我们看到@@特斯拉@@对@@@@2170电池@@有持续的@@强烈需求@@，但也被@@（特斯拉@@）要求加快@@4680电池@@的@@开发@@。”

据@@彭博社报道@@@@，松下@@正在@@考虑在@@美国建立新的@@电池@@工厂@@，为@@特斯拉@@汽车@@供应@@@@4680电池@@，候选地点为@@俄克拉荷马州和@@堪萨斯州@@，最早将于@@2024年@@开始生产@@，松下@@计划@@独立运营该工厂@@。

这几个月@@来@@，俄克拉荷马州和@@堪萨斯州都在@@制定财政激励方案@@，以@@吸引这家日@@本公司和@@工厂所带来的@@就业机会@@。对于松下@@来说@@，选择这两个地方的@@好处是@@靠近特斯拉@@最近@@在@@德克萨斯州开设的@@新工厂@@。

松下@@已经与特斯拉@@在@@内华达州联合运营一家电池@@厂@@，其最初的@@生产能力是@@每年@@@@35千兆瓦时@@，松下@@投资约@@2000亿@@日@@元@@（15亿@@美元@@），目前@@的@@生产能力约为@@每年@@@@39千兆瓦时@@。新工厂可能具有类似的@@规模@@。

早在@@@@2020年@@，特斯拉@@就公布了@@4680电池@@。4680电池@@是@@一款尺寸更大的@@新型电池@@@@，其拥有更低的@@成本和@@更高能量密度@@@@。它的@@直径为@@@@46毫米@@，高度@@为@@@@80毫米@@。由于拥有更高的@@电池@@容量@@，4680电池@@能有效减少电动车电池@@的@@搭载数量@@，因此@@制造成本更低@@，同时@@更高的@@容量也有助于提升续航能力@@。

特斯拉@@位@@于德克萨斯州的@@超级工厂生产的@@@@Model Y已经使用了@@4680电池@@。特斯拉@@目前@@正在@@德州超级工厂和@@柏林部署@@4680电池@@的@@产能@@，它预计@@在@@@@明年@@开始生产@@@@Cybertruck之前@@，不会出现电池@@片短缺@@。普通的@@@@Cybertruck可能会使用比特斯拉@@普通的@@@@@@Model 3和@@Model Y（其最受欢迎的@@车型@@@@）高出两倍的@@电池@@容量@@。另外特斯拉@@计划@@在@@德克萨斯州的@@工厂每年@@生产@@50万辆汽车@@@@，这将大大增加特斯拉@@对@@电池@@的@@需求@@。特斯拉@@计划@@通过依靠内部生产和@@建立与电池@@供应@@商合作@@，来达到@@目标@@。

松下@@除了为@@特斯拉@@工厂供货外@@，还将考虑在@@未来向其他电动车制造商销售产品@@。当@@然@@，电动车电池@@制造商之间@@的@@@@竞争非常激烈@@。韩国@@的@@@@LG能源解决方案公司和@@通用汽车@@公司正在@@投资@@26亿@@美元@@，在@@密歇根州的@@兰辛市建造一座电池@@厂@@。宁德时代@@正与当@@地合作伙伴在@@印度@@尼西亚投资高达@@@@60亿@@美元@@的@@电池@@项目@@。

根据@@@@韩国@@@@SNE研究公司的@@数据@@@@@@，宁德时代@@在@@@@2021年@@全球电动车电池@@市场中@@排名第一@@，份额约为@@@@33%，其次是@@@@LG能源公司@@，占@@20%。松下@@排名第三@@，占@@12%。

电池@@

电动汽车@@@@电池@@为@@何爆燃@@？这些电池@@安防的@@芯片@@，你需要知道@@！

judy — Wed, 11 May 2022 01:56:10 +0000

在@@电动化趋势带动下@@，汽车@@正发生着翻天覆地的@@变化@@，核心三大件由燃油车的@@发动机@@、底盘和@@变速箱变成了电动汽车@@@@的@@@@“三电系统@@@@”——电驱@@、电池@@、电控@@。根据@@@@车企公布的@@成本数据@@@@，电池@@系统@@是@@电动汽车@@@@中@@成本占@@比最高的@@部件@@，接近总成本的@@@@40%。

一方面@@，电动汽车@@@@的@@电池@@系统@@@@“坏不起@@”。在@@电动汽车@@@@的@@维修项目中@@@@，一旦@@和@@电池@@系统@@挂钩@@，维修成本将骤增@@。算上维修系统@@的@@@@零部件溢价@@，一旦@@电池@@系统@@出问题@@，往往需要花费整车价近六成的@@成本进行维修@@。另一方面@@@@，偶发的@@电动汽车@@@@自燃事故证明@@，电动汽车@@@@电池@@爆燃具备更大的@@破坏力@@，且留给驾乘人员的@@逃生时间更短@@。因此@@，保障电池@@系统@@的@@@@安全稳定@@，是@@整个电动汽车@@@@产业的@@共同目标@@。

实际上@@，从手机@@和@@电动自行车发生爆燃事故开始@@，公众和@@产业界就开始重视锂电池@@@@的@@安全问题@@，只是@@在@@汽车@@领域@@，安全的@@概念得到@@了进一步的@@加强@@。这篇文章@@，我们就来具体解读一下锂电池@@@@的@@安全防护@@，并为@@大家推荐贸泽电子@@分销的@@能够保障电池@@安全的@@元器件@@。

关于锂电池@@@@安全@@

众所周知@@，由于自身物理特性@@，锂电池@@@@具有相当@@的@@危险性@@。锂电池@@@@充电时@@，将电能转化为@@化学能进行能量储存@@，放电时则将化学能转化成电能进行能量释放@@。而锂电池@@@@一旦@@储存了能量@@，不可控的@@能量释放就会引起爆燃@@。由于智能手机@@@@@@、电动自动车@@、电动汽车@@@@都在@@追求长续航@@，电池@@系统@@的@@@@高能量密度@@已成为@@一种产品优势@@，但这其实进一步增加了爆燃的@@破坏力@@。

当@@然@@，锂电池@@@@最终的@@破坏力呈现是@@通过爆燃方式@@，但这并不是@@瞬间完成的@@@@，而是@@以@@热失控的@@形式有一个渐进的@@过程@@。何种情况会造成锂电池@@@@热失控呢@@？行业将这些情况统称为@@滥用条件@@。

通过查看中@@国国家标准@@GBT31485-2015《电动汽车@@@@用动力蓄电池@@安全要求及实验方法@@@@》后发现@@，滥用条件包括过放@@、过充@@、内外短路@@、挤压和@@跌落等@@@@。

以@@电动汽车@@@@动力电池@@系统@@为@@例@@，其一般由电芯@@、BMS（电池@@管理@@@@系统@@@@）、结@@构件@@（箱体@@、导线@@、接插件等@@@@）和@@热管理@@系统@@组成@@。

电芯就是@@单节的@@锂离子电池@@@@@@，由正极片@@、负极片@@、隔膜@@、电解液和@@结@@构件@@组成@@。很多动力电池@@系统@@事故@@，比如@@自燃@@，都是@@由电芯内短路引起的@@@@。发生内短路之后@@，电芯温度@@会快速上升@@。当@@温度@@达到@@一定程度@@后@@，电芯内保护负极活性物质的@@隔膜@@便会消失@@，导致负极完全裸露@@，电解液在@@电极表面大量分解放热@@，这是@@后续电池@@内部产生一系列放热副反应的@@第一步@@。然后@@大量热量和@@可燃气@@体释放@@，最终造成系统@@爆燃@@。

此外@@，还有两种会引起电池@@系统@@发生爆燃的@@滥用情况是@@高温@@和@@过充@@@@，其中@@@@高温@@也包括由于过放和@@外短路造成的@@系统@@温度@@快速上升@@，而这些都是@@@@BMS系统@@监控的@@重点@@。BMS负责监控电池@@端@@电压@@、电池@@间能量均衡@@、电池@@组总电压@@/电流@@、电池@@端@@/电池@@组温度@@等@@@@。如@@上所述@@，当@@这些指标发生异变后@@，电池@@便会进入滥用条件@@，如@@果不能及时制止@@，便会造成爆燃事故@@。

电动汽车@@@@对高性能@@BMS有迫切的@@需求@@。与此同时@@@@，电动汽车@@@@市场的@@快速增长也对@@BMS产品有积极的@@带动作用@@。

根据@@@@QYReaserch的@@分析数据@@@@，2020年@@全球汽车@@@@BMS市场规模达到@@了@@217亿@@元@@，预计@@2027年@@将达到@@@@885亿@@元@@，年@@复合增长率@@（CAGR）为@@26.19%。

BMS被很多业者称之为@@@@“电池@@保姆@@”或者@@“电池@@管家@@”，其主要作用是@@智能化动态@@管理@@@@，以@@及维护各个电池@@单元@@，防止电池@@出现过充@@和@@过放@@，延长电池@@的@@使用寿命@@，监控电池@@的@@状态@@。在@@电池@@管理@@@@方面@@，BMS能够准确获取动力电池@@组@@的@@荷电状态@@（State of Charge，即@@SOC），保证@@SOC维持在@@合理的@@范围内@@，防止由于过充@@电或过放电对电池@@造成损伤@@。当@@发现电池@@组中@@某些电池@@的@@电压或者@@容量过高@@/过低时@@，BMS具备在@@单体电池@@间进行均衡的@@能力@@，这是@@防止电芯进入滥用情况的@@关键一环@@，既延长了系统@@寿命@@，又杜绝了安全风险@@，同时@@为@@快充提供了安全稳定的@@运行条件@@。

总结@@而言@@，在@@电动自行车@@、电动汽车@@@@应用中@@@@，BMS系统@@主要实现以@@下功能@@：

准确获取动力电池@@组@@SOC，并通过@@系统@@算法将@@SOC维持在@@合理区间@@；

对电池@@组和@@电芯进行均衡管理@@@@，包括热管理@@@@、充放电管理@@等@@@@；

为@@电池@@组提供多种保护功能@@@@，包括过充@@保护@@、过放保护@@、短路保护等@@@@；

借助通信总线和@@整车系统@@做信息@@交互@@。

除了在@@@@BMS和@@电池@@材料等@@关键技术领域做创新外@@，为@@了促进锂电池@@@@的@@安全使用@@，政策端也在@@加紧颁布相关条例@@，力图@@对产业起到@@正确的@@引导作用@@。

LTC3300

适用于电动汽车@@@@的@@多节电池@@平衡器@@@@

在@@上面的@@分析中@@@@，我们以@@汽车@@动力电池@@系统@@为@@例@@，解读了哪些滥用情况会导致动力电池@@组的@@爆燃风险@@，并提到@@了@@BMS系统@@在@@动力电池@@系统@@安全层面起的@@重要作用@@。接下来@@，我们要介绍的@@第一款产品便是@@能够应用于@@电动汽车@@@@@@BMS系统@@的@@@@LTC3300多节电池@@平衡器@@。该产品由制造商@@ADI供应@@，贸泽电子@@上该产品的@@供应@@商产品编号为@@@@LTC3300HLXE-2#WPBF。

LTC3300双向多节电池@@平衡器@@是@@一款故障保护控制器@@@@IC，适用于对多节电池@@的@@电池@@组进行基于变压器的@@双向主动电荷平衡@@。通过图@@@@1可以@@看到@@@@，LTC3300具备丰富的@@管脚功能@@，在@@器件内部集成了各种相关的@@栅极驱动电路@@、高精度@@电池@@传感@@、故障检测电路和@@一个带内置看门狗定时器的@@坚固型串行接口@@。

图@@1：LTC3300引脚配置@@（图@@源@@：ADI）

图@@2是@@LTC3300的@@典型应用框图@@@@@@，该器件可利用一个高达@@@@36V的@@输入共模电压对多达@@6节串联连接的@@电池@@进行电荷平衡@@，解决了单向平衡在@@电池@@组中@@电池@@电压很低时的@@低效问题@@，从而实现长串串接电池@@中@@每节电池@@的@@电荷平衡@@。尽可能缩短平衡时间并降低功耗@@。通过外部设置@@，平衡电流@@@@可达@@10A。

图@@2：LTC3300典型应用框图@@@@（图@@源@@：ADI）

同时@@，LTC3300具备行业领先的@@可扩展性@@，借助其电平转换@@SPI兼容型串行接口@@，能在@@不采用光耦或隔离器的@@情况下完成多个@@LTC3300-1器件的@@串联连接@@，可堆叠支持@@1000V以@@上的@@系统@@@@。并且串联连接的@@@@LTC3300-1可以@@同时@@工作@@，因此@@能够对电池@@组中@@的@@所有电池@@同时@@独立地进行电荷平衡@@。此外@@，LTC3300还能够与@@LTC680x系列多单元电池@@堆栈监控器无缝集成@@。

如@@图@@@@3所示@@，LTC3300具备高达@@@@92%的@@平衡器效率@@。

图@@3：LTC3300的@@实测效率@@（图@@源@@：ADI）

全面出色的@@保护性能是@@@@LTC3300器件的@@一大亮点@@，能够提供各种故障保护特性@@，包括回读能力@@、循环冗余校验@@（CRC）错误检测@@、最大导通时间伏特@@-秒钳位@@和@@过压关断@@。

当@@应用于@@串接式锂离子电池@@@@的@@@@BMS系统@@时@@，LTC3300-1组成的@@电池@@组平衡器是@@系统@@中@@@@的@@关键部件@@，能够和@@监视器@@、充电器@@、微处理器或微控制器@@协同工作@@。图@@4是@@LTC3300-1应用于@@BMS系统@@的@@@@原理图@@@@@@，电池@@组平衡器在@@系统@@中@@@@的@@作用是@@@@，针对某一个给定的@@失衡电池@@与相邻的@@较大的@@电池@@组@@（其包含失衡电池@@@@）进行电荷转移@@，以@@达到@@单电池@@和@@整个电池@@组的@@电压或容量平衡@@。

图@@4：LTC3300-1应用于@@BMS的@@原理图@@@@（图@@源@@：ADI）

在@@BMS系统@@中@@@@，LTC3300和@@LTC680x系列多单元电池@@堆栈监控器的@@无缝集成提供了高精度@@的@@电压监视保护@@。高达@@92%的@@平衡效率让@@LTC3300和@@具备相同平衡器功耗@@、效率仅为@@@@80%的@@方案相比@@@@，平衡电流@@@@可提升一倍多@@。

这种高效的@@平衡方式@@，延长了动力电池@@组的@@使用寿命@@，有助于实现更快的@@充电速度@@@@。从系统@@安全来看@@，更高效的@@电池@@平衡可以@@避免情况恶化@@。出现电芯电压或能量不平衡时@@，如@@果不能快速解决@@，就容易进一步恶化为@@过充@@或者@@过放@@，这正是@@我们上述提到@@的@@滥用情况@@。

在@@潜在@@应用场景上@@，LTC3300除了适用于电动汽车@@@@或者@@插电式混合动力汽车@@@@（HEV）的@@BMS系统@@外@@，也可应用于@@通用型多节电池@@的@@电池@@组监测@@、大功率@@UPS/电网@@能量存储系统@@等@@市场@@。

了解更多@@LTC3300信息@@，请@@点击这@@里@@@@>>

ISL94216x

可精确监控的@@电池@@前端@@@@IC

上述内容中@@@@，我们多次提到@@了@@BMS在@@电动汽车@@@@中@@的@@重要作用@@，并介绍了一款可用于电动汽车@@@@@@BMS电池@@平衡的@@元器件@@。实际上@@，BMS系统@@在@@电动自行车@@领域也极为@@重要@@。频发的@@事故让电动自行车已经被禁止进入居民楼内@@，但是@@要杜绝此类事故@@，还是@@要从根本上提高各类型轻型电动车的@@电池@@安全@@。

接下来@@这款器件便可用于轻型电动车的@@@@BMS系统@@，它就是@@@@ISL94216x电池@@前端@@IC，来自制造商@@Renesas Electronics。工程师朋友通过在@@贸泽电子@@上搜索制造商器件编号@@ISL94216IRZ，就可以@@精准地找到@@它@@。

图@@5：ISL94216x电池@@前端@@IC（图@@源@@：Renesas Electronics）

图@@6是@@ISL94216x电池@@前端@@IC的@@系统@@框图@@@@@@，展现了该器件的@@集成特性@@。该器件支持@@I²C、SPI和@@单线协议栈@@，可在@@电池@@管理@@@@解决方案中@@连接@@MCU。

图@@6：ISL94216x电池@@前端@@IC系统@@框图@@@@（图@@源@@：Renesas Electronics）

ISL94216x电池@@前端@@IC具备多项电池@@监测功能@@，能够定期扫描电池@@状态和@@工作环境@@，以@@优化电池@@寿命并防止灾难性故障@@。该器件搭载的@@差分多路复用器和@@@@16位@@ADC可精确监控电池@@组整体状态下的@@电池@@电压@@、温度@@和@@负载电流@@@@。同时@@，器件里@@的@@充电@@/负载唤醒检测电路能够动态@@获取电池@@组的@@工作情况@@。

BMS系统@@的@@@@核心功能是@@监测和@@平衡@@。在@@电池@@平衡方面@@，ISL94216x电池@@前端@@IC具有内部电池@@平衡电路@@，可提供每节@@8mA平衡电流@@@@。因此@@，当@@应用于@@轻型电动车@@BMS系统@@时@@，该器件能够提供多种操作模式@@和@@监测@@/保护功能@@。

在@@此额外强调一下@@ISL94216x电池@@前端@@IC的@@开路检测功能@@@@，电路框图@@如@@图@@@@@@7所示@@，其中@@@@VC0-VC16检查连接器和@@电池@@之间@@的@@@@导线@@@@（蓝色@@），VSS和@@VBAT1 OW检查红色的@@连接@@，以@@此来判断@@BMS和@@电池@@单元的@@连接是@@否断开@@。

图@@7：ISL94216x电池@@前端@@IC开路检测功能@@（图@@源@@：Renesas Electronics）

开路检测是@@@@BMS自诊断中@@一项很重要的@@功能@@，一旦@@连接器和@@电池@@组断开连接@@，BMS将不能继续提供系统@@监测和@@调节功能@@，如@@果此时其他电路继续工作@@，不仅会损害电池@@组@@，甚至@@会造成事故@@。

了解更多@@ISL94216x信息@@，请@@点击这@@里@@@@>>

将危险扼杀在@@萌芽期@@

从当@@前产业的@@技术现状来看@@，锂电池@@@@自身的@@风险性在@@未来很长一段时间内还将继续存在@@@@，但产业界对此并非束手无策@@。从系统@@监测到@@电池@@平衡@@，各大厂商提供的@@电池@@保护元器件能够将锂电池@@@@的@@危险扼杀在@@萌芽期@@。

BMS系统@@的@@@@重要性已经得到@@了全行业的@@认可@@。面向未来@@，BMS需要更好的@@状态估算技术@@、电池@@诊断技术@@、主动均衡技术@@，云化@@BMS也会成为@@必然的@@趋势@@；在@@产品形态上@@，分布式管理@@让@@BMS的@@功能更加清晰@@、分离@@，并借助集成技术融入到@@不同的@@域控制器@@中@@@@；再有@@，BMS将追求更先进的@@功能安全@@，做到@@电池@@全生命周期的@@安全管理@@@@；此外@@，低成本技术是@@未来@@BMS主要的@@实现方式@@。

当@@然@@，电子元器件是@@实现这一切的@@基石@@。而这些带有出色保护性能的@@元器件@@，工程师朋友在@@贸泽电子@@的@@@@“电池@@管理@@@@”栏目下都能够轻松获取到@@@@，并且有丰富的@@开发工具与元器件相关联@@，帮助工程师朋友把好锂电池@@@@应用的@@@@“安全关@@”。

本文转载自@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

日@@本大力支持电池@@产业@@：计划@@2030年@@占@@全球@@20%市场份额@@

judy — Mon, 25 Apr 2022 01:39:06 +0000

据@@NHK报道@@，日@@本经济产业省@@（METI）近日@@表示@@，未来日@@本将以@@中@@韩两国为@@目标@@，大力发展新能源@@和@@电池@@产业@@，计划@@到@@@@2030年@@将日@@本电池@@产能提升至@@@@600GWh，占@@据@@全球@@20%的@@市场份额@@@@。在@@最近@@一次讨论电池@@战略的@@会议中@@@@，日@@本经济产业省@@将@@“增强国际竞争力@@”确立为@@电池@@产业发展的@@首要目标@@。

“中@@韩企业都在@@积极投资电池@@@@，并以@@惊人的@@速度@@增长@@，日@@本也需要向前迈出一步@@，提供坚实的@@支持@@。”日@@本经济产业大臣表示@@。

据@@日@@本经济产业省@@计划@@@@，到@@2030年@@，日@@本电池@@厂商的@@国内产能将从目前@@的@@@@20 GWh左右提高至@@@@@@150 GWh，日@@本电池@@厂商的@@全球产能将从目前@@的@@@@60-70GWh提高至@@@@600GWh，全球市场份额@@将提高至@@@@@@20%。此外@@，该计划@@还提出在@@@@2030年@@前后实现全固态电池@@的@@全面商业化@@。

据@@估算@@，600GWh相当@@于@@800万辆电动汽车@@@@所需的@@产能@@。按照日@@本经济产业省@@的@@规划@@，日@@本电池@@厂商需在@@@@8年@@之内将产能提升@@10倍左右@@。

目前@@，电池@@主要用于电动汽车@@@@和@@储能@@系统@@@@两大方面@@。经济产业省表示@@，电池@@是@@日@@本在@@@@2050年@@前实现碳中@@和@@的@@关键@@，因为@@它们是@@汽车@@和@@其他移动设备电气@@化的@@最重要技术@@，对于调整电力供需以@@促进可再生能源的@@使用也至@@关重要@@。

经济产业省计划@@在@@今年@@夏天制定出最终版本的@@电池@@战略以@@及政府的@@具体支持措施@@，其中@@@@可能包括对蓄电池@@业务进行补贴制度@@@@。

“我们将加大支持力度@@@@，帮助日@@本电池@@行业恢复全球市场份额@@@@，”METI电池@@产业办公室主任武尾伸隆@@（Nobutaka Takeo）告诉媒体@@，“在@@过去几年@@里@@@@，这个行业在@@与中@@国和@@韩国@@的@@@@竞争中@@失去了市场份额@@@@。”

数据@@显示@@，日@@本电动汽车@@@@电池@@的@@全球市场份额@@从@@2015年@@的@@@@40%下降至@@@@2020年@@的@@@@21%，储能@@系统@@@@电池@@的@@全球市场份额@@从@@2016年@@的@@@@27%下降至@@@@2020年@@的@@@@5%。

韩国@@市场研究机构@@SNE Research发布的@@@@2021年@@全球动力电池@@装机量排行榜显示@@，2021年@@全球动力电池@@装机量前十名分别为@@@@：宁德时代@@、LG新能源@@、松下@@、比亚迪@@、SK On、三星@@SDI、中@@创新航@@（中@@航锂电@@）、国轩高科@@、远景动力@@、蜂巢能源@@。

该榜单数据@@显示@@@@，全球动力电池@@装机量最高的@@前十家企业大多来自中@@国和@@韩国@@@@，其中@@@@共有@@6家中@@企@@、3家韩企@@、1家日@@企@@。

日@@本电池@@企业松下@@位@@列全球动力电池@@装机量第三名@@，仅次于中@@韩两国两大动力电池@@巨头宁德时代@@和@@@@LG新能源@@。该企业去年@@的@@@@装机量为@@@@36.1GWh，市场占@@有率为@@@@12.2%，相比@@2020年@@下降超过@@6个百分点@@。日@@资企业的@@市场占@@有率整体呈下降趋势@@，低于市场平均水平@@。

全球新能源@@汽车@@产业的@@高景气@@度@@扩大了对电池@@的@@需求量@@，除了电池@@厂商以@@外@@，日@@本三家主流车企也在@@加码动力电池@@@@，并将固态电池@@技术路线作为@@电气@@化转型的@@重要方向@@。

根据@@@@三星@@@@SDI的@@数据@@@@，目前@@日@@本占@@据@@全固态电池@@技术相关国际专利的@@@@68%，位@@居全球第一@@，其次是@@@@占@@比@@16%的@@美国和@@占@@比@@12%韩国@@。其中@@@@，日@@本丰田集团拥有超过@@1000项固态电池@@专利@@。

据@@丰田计划@@@@，到@@2030年@@前共计投入@@1.5万亿@@日@@元@@@@（约合人民币@@760亿@@）用于开发动力电池@@及其电池@@供应@@链@@，预计@@在@@@@2025年@@前实现全固态电池@@的@@小规模量产@@。

4月@@11日@@，日@@产汽车@@正式公布叠层软包全固态电池@@电芯的@@试点生产设施@@，计划@@于@@2024年@@建成一条生产线并投入使用@@。日@@产此前宣布@@，计划@@到@@@@2026财年@@共投入@@1400亿@@日@@元@@（约合人民币@@79亿@@元@@）用于固态电池@@研发@@，到@@2028财年@@实现固态电池@@大规模量产@@，并在@@推出首款搭载日@@产全固态电池@@的@@电动车型@@@@。

4月@@12日@@，日@@本第二大汽车@@制造商本田宣布未来@@10年@@在@@电动化和@@软件技术领域投入约@@5万亿@@日@@元@@@@（约合人民币@@2540亿@@元@@），以@@加快电动化进程@@。同时@@，本田计划@@投资@@430亿@@日@@元@@（约合人民币@@22亿@@元@@），建设全固态电池@@示范生产线@@。

近年@@来@@，采用锂@@、钠制成的@@玻璃化合物作为@@传导物质的@@固态电池@@被广泛认为@@是@@一种更适合电动汽车@@@@的@@动力电池@@技术路线@@。固态电池@@的@@能量密度@@和@@热稳定性@@能显著优于液态锂电池@@@@@@，且续航更长@@、体积更小@@。据@@机构预测@@，到@@2030年@@，全球固态电池@@需求预计@@达@@500GWh，市场规模在@@@@3000亿@@元@@以@@上@@。

文章来源@@@@：澎湃金博宝娱乐@@

电池@@

元宇宙@@要火@@，但可不能@@“起火@@”哦@@！--了解一下村田半固态凝胶软包电池@@@@

judy — Thu, 31 Mar 2022 01:43:16 +0000

大家还记得@@

微软@@重金收购@@动视暴雪的@@金博宝娱乐@@ 吧@@

687亿@@美元@@

“全现金@@”收购@@

让我们再次感受到@@了微软@@的@@@@“壕@@”气@@

图@@片来源@@@@：微软@@

巨额收购@@的@@背后@@，是@@微软@@全力进军元宇宙@@生态的@@强烈愿景@@，并且将本就在@@风口浪尖上的@@@@“元宇宙@@”推向了更高的@@境界@@。

元宇宙@@的@@@@“入口@@”——VR眼镜@@

在@@先进的@@显示@@/音频@@/动态@@感知技术的@@加持下@@，玩家们使用@@VR产品时可以@@更加地沉浸于@@“元宇宙@@”世界中@@@@，获得更美妙的@@游玩体验@@。

但是@@这也带来了一些问题@@：

当@@玩家的@@视觉@@/听觉等@@知觉都沉浸于虚拟世界时@@，毫无疑问会大幅降低对周遭环境变化的@@感知和@@反应能力@@。因此@@在@@使用包括@@VR眼镜@@等@@虚拟现实设备时@@，需要确保使用过程中@@的@@安全性@@，其中@@@@最基础的@@是@@@@【设备本身需要提高其安全性@@】。特别是@@@@VR设备作为@@头戴设备@@，一旦@@VR设备出现危害人体安全的@@事故@@，会直接威胁到@@人体的@@重要器官如@@眼睛和@@耳朵@@，甚至@@有可能影响到@@脑部@@。

在@@各家@@VR产品厂家的@@设计方案中@@@@，大多数@@VR眼镜@@多是@@内置锂电池@@@@的@@无线设备@@。而锂电池@@@@恰恰是@@@@VR设备自身安全性的@@最大短板@@。

锂电池@@@@是@@@@VR设备自身安全性的@@最大短板@@

为@@什么锂电池@@@@会自燃起火@@@@？

我们在@@中@@学阶段的@@化学课上有学过@@“燃烧三要素的@@概念@@”：

当@@“助燃剂@@”，“高温@@”和@@“可燃物@@”这三者齐聚一堂时@@，“可燃物@@”就会发生燃烧的@@现象@@。

接下来@@我们来看看锂电池@@@@是@@@@如@@何@@“自带@@”这三种要素的@@@@：

1. 可燃物@@
除去电池@@的@@外壳@@（钢壳或者@@铝塑膜@@），电池@@内部主要有正极材料@@（涂敷在@@铝箔上@@），负极材料@@（涂敷在@@铜箔上@@），隔膜@@和@@电解液组成@@。隔膜@@夹在@@正极和@@负极之间@@组成三明治@@结@@构@@，再将@@“三明治@@”或卷绕或叠层出我们熟悉的@@圆柱或者@@方型电池@@的@@形状@@，最后再将@@电解液注入其中@@@@@@，即@@完成了电池@@的@@基本组装@@。

而其中@@@@@@，电解液的@@主体部分是@@有机溶剂@@，是@@可燃物@@质@@，常用的@@溶剂有碳酸乙烯酯@@(EC)、碳酸丙烯脂@@(PC)、碳酸二甲酯@@(DMC)、碳酸二乙酯@@(DEC)、碳酸甲乙酯@@(EMC)等@@。这些物质的@@燃点普遍较低@@，碳酸二甲酯@@(DMC)大约在@@@@180度@@，而碳酸二乙酯@@@@(DEC)和@@碳酸甲乙酯@@@@(EMC)的@@燃点只有@@100度@@左右@@。

2. 高温@@
锂电池@@@@的@@工作过程可以@@简单理解为@@锂离子在@@正极和@@负极材料@@之间@@的@@@@@@“反复横跳@@”。

放电的@@时候@@，锂离子从负极材料@@中@@脱嵌@@，通过隔膜@@的@@微孔@@，嵌入正极材料中@@@@。充电的@@时候则相反@@@@，锂离子从正极材料中@@脱嵌后再嵌入负极材料@@@@。

但是@@正负极材料@@吸收锂离子的@@能力是@@有极限的@@@@，过大的@@量或者@@过快的@@速度@@等@@@@，当@@超过材料的@@极限吸纳能力后@@（或者@@低温等@@弱化了材料的@@吸纳能力@@），锂离子就会在@@材料表面大量堆积且自我结@@晶化@@，长出如@@树枝一般的@@锂枝晶@@。而这种锂枝晶不断生长后会刺穿隔膜@@@@，最终接触到@@另一端电极从而造成内短路释放大量热量@@，产生高温@@@@。

3. 助燃剂@@（氧气@@@@）

目前@@主流的@@锂电池@@@@正极材料里@@@@，绝大多数@@都是@@金属氧化物材料@@，例如@@三元镍钴锰@@LiNixCoyMn1-x-yO2或钴酸锂@@LiCoO2。其优点是@@可以@@吸纳更多锂离子@@，释放更多电能@@，但缺点是@@不耐高温@@@@。高温@@下这些正极材料会分解@@，氧原子会从原先的@@化学结@@构后脱出@@，之后在@@电池@@密闭的@@空间内结@@合生成氧气@@@@@@，即@@析氧@@。

所以@@@@你看@@，锂电池@@@@几乎是@@自带@@燃烧三要素@@。

首先@@是@@电池@@过度@@使用或者@@材料衰减后@@，材料表面开始形成锂枝晶@@。锂枝晶生长到@@刺穿隔膜@@后导致正负极内短路@@，产生高温@@@@。高温@@下正极材料开始析出氧气@@@@@@。这样@@“短路造成的@@高温@@@@”+“正极产生的@@氧气@@@@@@”+“低燃点的@@电解液有机溶剂@@”=锂电池@@@@自燃@@。

我们再从自燃的@@结@@果去倒推自燃发生的@@原因@@：

1. 自燃的@@发生需要集齐燃烧三要素@@。

2. 三要素中@@@@，氧气@@@@也是@@由高温@@引发的@@@@。

3. 高温@@的@@主要来源@@是@@电池@@内短路@@。

4. 内短路的@@主要来源@@是@@锂枝晶@@。

所以@@@@，如@@果我们可以@@有效地抑制锂枝晶的@@话@@，就可以@@从根源上避免锂电池@@@@自燃@@@@。

找到@@锂电池@@@@的@@安全病根@@，对症下药@@！
——村田电池@@的@@半固体凝胶电解质技术@@

锂枝晶之所以@@@@可以@@生长并刺穿隔膜@@@@，主要问题还是@@在@@于电解液是@@@@“液体@@“，锂枝晶可以@@在@@@@”柔软@@“的@@液体@@环境中@@自由生长@@。

那么如@@果不用液体@@呢@@？村田电池@@的@@工程师们从这个视角@@，开发出了基于半固体凝胶电解质的@@凝胶锂电池@@@@@@。

半固体的@@凝胶电解质为@@锂电池@@@@带了多项好处@@：

1. 锂离子在@@半固体凝胶电解质环境中@@@@，很难有效地形成树杈状锂枝晶@@。

2. 村田电池@@的@@半固体凝胶电解质本身具有较强的@@缓震能力@@，可以@@吸收电池@@在@@使用过程中@@受到@@的@@震动@@。并且半固体也赋予了凝胶电解质较强的@@机械强度@@@@，当@@电池@@受到@@外力冲击时@@，可以@@有效保护电池@@内部的@@电极@@/隔膜@@的@@三明治@@结@@构@@，提高电池@@的@@耐用性和@@抗冲击能力@@。例如@@常见的@@手机@@跌落问题@@，村田凝胶软包电池@@可以@@承受上百次的@@手机@@跌落测试@@，是@@传统液系软包的@@数倍@@。（仅供参考@@）

3. 锂电池@@@@的@@电解液漏液问题是@@个老大难问题了@@。而村田电池@@的@@半固态凝胶电解质的@@半固态特质使得这个电解液问题也解决了@@。

4. 村田电池@@的@@半固态凝胶电解质的@@燃点也比传统液系电解液要高@@，当@@电池@@被外部的@@尖锐物刺穿而引发短路高温@@时@@，高燃点的@@半固态电解质也较难被引燃@@，有效降低了起火@@风险@@。

目前@@村田凝胶软包电池@@已经应用在@@主流品牌的@@游戏外设及@@VR设备中@@@@，让广大玩家可以@@更安心更放心地畅游于游戏世界和@@元宇宙@@中@@@@。村田电池@@也会继续为@@社会提供更高效更安全的@@电池@@解决方案@@。

村田电池@@产品阵容及应用@@

村田电池@@还有其他多种高品质高性能的@@产品可供客户选择@@，如@@果您也对村田电池@@感兴趣@@，您可以@@联系我们@@，或者@@联系您所在@@区域的@@村田销售@@，欢迎前来咨询洽谈@@~！

文章来源@@@@： Murata村田中@@国@@

ATL领跑智能手机@@@@电池@@市场@@

judy — Tue, 29 Mar 2022 03:43:37 +0000

Strategy Analytics手机@@188足彩外围@@app 技术服务近期发布的@@@@研究报告@@《2021年@@Q4智能手机@@@@电池@@市场份额@@@@：TDK旗下的@@@@ATL占@@据@@榜首@@》指出@@，全球智能手机@@@@电池@@市场在@@@@2021年@@实现了@@87亿@@美元@@的@@总收益@@。

Strategy Analytics指出@@，2021年@@智能手机@@@@电池@@市场收益同比增长了超过@@10%。在@@厂商市场份额@@方面@@，Amperex Technology （ATL）以@@42%的@@市场份额@@@@位@@居第一@@，LG Energy Solutions和@@三星@@@@SDI紧随其后@@。2021年@@的@@@@全球智能手机@@@@电池@@市场上@@，排名前三的@@厂商占@@据@@了近@@82%的@@收益份额@@。

Strategy Analytics高级分析师@@Jeffrey Mathews评论道@@：“智能手机@@@@电池@@市场对中@@高端设备的@@大容量电池@@的@@需求持续增长@@。受快速充电应用的@@推动@@，双电池@@渗透率超过@@5%。我们注意到@@@@，锂等@@主要电池@@材料的@@价格上涨@@，导致智能手机@@@@电池@@成本上升@@。此外@@，由于供应@@不足@@，智能手机@@@@产量减少@@，电池@@出货量的@@增长也受到@@了影响@@。”

Strategy Analytics战略技术实践副总裁@@Stephen Entwistle评论道@@：“智能手机@@@@将会越来越多的@@采用高容量电池@@@@。我们预计@@@@，元器件成本飙升带来的@@挑战将继续影响供应@@商的@@电池@@供应@@链@@。”

压电能量收集器有望成为@@电池@@的@@替代品@@

judy — Mon, 24 Jan 2022 03:07:55 +0000

作者@@：麦姆斯咨询殷飞@@，来源@@： MEMS微信公众号@@

压电能量发生器的@@基本输入输出原理@@（来源@@：Arveni）

标准电池@@的@@问题@@

据@@麦姆斯咨询介绍@@，传感器@@功耗和@@尺寸的@@大幅降低引起了对可用于补充或替代电池@@的@@电源广泛研究@@。由于电池@@在@@使用前必须充电@@，因此@@人们一直不赞成使用电池@@@@。同样@@，分布式网@@络传感器@@和@@数据@@收集组件需要集中@@式能源才能运行@@。在@@少数应用中@@@@，电池@@充电或更换可能很昂贵甚至@@不可行@@，例如@@用于偏远地区结@@构健康监测的@@传感器@@或局部地区的@@湿度@@或温度@@传感器@@@@。在@@大规模传感器@@网@@络以@@及危险@@、广阔的@@安装地形中@@@@，更换电池@@可能是@@一个耗时且昂贵的@@工程@@。大都市中@@的@@嵌入式传感器@@网@@络就是@@一个例子@@。

替代选择@@

理性地说@@，在@@这些情况下@@，重点是@@建造能够将现场可用的@@任何能源转换为@@电能的@@现场发电机@@。最近@@，低功耗超大规模集成电路领域的@@发展@@，推动了以@@纳瓦到@@微瓦功率运行的@@超低功耗集成电路的@@创建@@。这种规模化发展为@@芯片级能量收集技术铺平了道路@@，消除了对化学电池@@或微传感器@@复杂布线的@@需求@@，为@@无电池@@的@@自供能传感器@@和@@网@@络设备开发奠定了基础@@。

标准电池@@的@@替代方法@@是@@利用电路周围区域的@@剩余能源@@。剩余能源由工业机械@@、人类活动@@、汽车@@、建筑和@@环境资源产生@@，所有这些都可用于收集少量能量@@，而不影响能源本身@@。此外@@，能量收集还可以@@为@@不适合使用电池@@的@@恶劣气@@候环境提供解决方案@@，例如@@温度@@高于@@60°C的@@环境@@。近年@@来@@，已经开发了许多从微米到@@纳米尺度@@的@@能量收集系统@@@@，包括太阳能@@@@、电磁@@、热电@@、电容和@@压电@@。

压电换能器@@

电磁@@、压电和@@静电换能器都可以@@将机械能转化为@@电能@@。然而@@，由于压电换能器@@具有较高的@@能量密度@@@@，与其它两种换能器相比@@@@，压电换能器@@被认为@@是@@更理想的@@选择@@。与静电换能器相比@@@@，压电换能器@@具有许多优点@@：

1. 即@@使薄膜厚度@@减小@@，压电材料@@的@@能量密度@@也保持较高水平@@，从而实现设备的@@小型化@@。

2. 压电换能器@@在@@低电压下运行@@。

3. 机械和@@电气@@部件的@@连接增加能量收集的@@可能性@@。

4. 易于创建高频@@、温度@@稳定的@@谐振系统@@@@。

压电材料@@类型@@

“压电材料@@”是@@指当@@施加机械应力时能够产生电荷的@@一类固体材料@@。一般来说@@，它们分为@@无机或有机两类@@。压电陶瓷和@@压电单晶是@@目前@@最常用的@@无机压电材料@@@@。有机压电材料@@主要包括聚偏氟乙烯等@@聚合物@@。某些有机纳米结@@构@@，如@@纳米线@@、纳米管和@@纳米颗粒也被观察到@@具有压电活性@@。

除了上述两种材料分类之外@@，具有高压电常数的@@纳米结@@构也被用于纳米级的@@能量收集@@。对于大规模的@@能量收集@@，压电器件的@@材料多数是@@压电陶瓷@@，而压电聚合物由于重量轻@@、体积小而得到@@快速发展@@。此外@@，压电单晶比压电陶瓷具有更小的@@压电常数和@@介电常数@@。相比@@之下@@，尽管压电聚合物具有低密度@@和@@低阻抗@@，但其应变常数和@@压电常数较小@@。与上述两种材料相比@@@@，压电陶瓷具有以@@下优点@@：

1. 更大的@@压电常数和@@介电常数@@。

2. 更高的@@形状延展性@@。

3. 材料成分容易调整@@，扩大了材料的@@应用前景@@。

性能增强@@

一个显著优势@@。目前@@已经开发了许多制造工艺来将复杂的@@压电材料@@结@@合到@@能量收集器中@@@@，从而不断提高其输出性能@@。振动能量收集器是@@利用了压电材料@@在@@施加外部振动和@@机械刺激时产生电场的@@能力@@。另一方面@@@@，环境振动源的@@加速度@@幅值和@@频率范围通常低于压电能量收集器的@@工作模式@@@@。此外@@，由于输入电源@@、工作带宽和@@输出性能的@@限制@@，大多数@@基于振动的@@压电能量收集器系统@@输出的@@功率都非常小@@。因此@@，提高性能和@@扩大工作带宽已成为@@两个关键且紧迫的@@研究重点@@。先进的@@方法@@对于优化其性能和@@扩大有效的@@工作频率范围是@@必要的@@@@。

结@@语@@@@

总体而言@@，随着物联网@@@@（IoT）的@@快速发展@@，压电能量收集器为@@智能家居@@、智慧城市@@、智慧健康@@、智能交通和@@智慧农业等@@应用的@@实施和@@推进带来了许多好处和@@前景@@。压电能量收集器是@@开发新型自导向自供电终端节点的@@重要且有前景的@@解决方案@@，这种终端节点能够在@@不需要电池@@充电的@@情况下运行更长的@@时间@@。此外@@，它还可以@@通过大大延迟电池@@更换时间来降低成本@@，这些能量收集技术可以@@提高所有物联网@@系统@@的@@@@韧性@@。