1.電力電子領(lǐng)域的發(fā)展
近年來，以車載領(lǐng)域、工業(yè)設(shè)備和可再生能源領(lǐng)域?yàn)橹行�，�?duì)電力電子技術(shù)的關(guān)注度越來越高。尤其在車載領(lǐng)域，受汽車尾氣排放法規(guī)的限制，“提升油耗性能”已被定位為重要的課題，各汽車廠家均大力開展對(duì)相關(guān)新技術(shù)的研究。為了開發(fā)出油耗更低的汽車，不僅僅嘗試引進(jìn)新一代功率元器件來提高功率轉(zhuǎn)換效率，還通過與蓄電裝置相結(jié)合的深入研究，力爭實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的低功耗與高效能。
另外，以日本市場為首，對(duì)汽車的低油耗要求非�？量蹋龠M(jìn)了更加環(huán)保的汽車的開發(fā)進(jìn)程。（圖1）
（圖1）各國的油耗規(guī)格變化
※來源：本公司根據(jù)富士奇美拉總研《2013車載電子元器件＆組件總調(diào)查》（2012年12月4日發(fā)行）作成
2.蓄電裝置的新應(yīng)用技術(shù)
以電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車為代表，在車載領(lǐng)域采用大容量蓄電裝置已經(jīng)越來越普及。不僅是以往的鉛電池，鋰離子電池和大容量電容器也在朝電子化方向發(fā)展，相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研究也越來越活躍。
蓄電裝置根據(jù)其種類，在性質(zhì)上各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，一般區(qū)別使用于能夠發(fā)揮其各自特點(diǎn)的用途中。例如，提到蓄電裝置，首先想到的應(yīng)該是鋰離子電池。鋰離子電池在智能手機(jī)、平板電腦及筆記本電腦相關(guān)的產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。因其能量密度（單位面積的蓄電量）性能優(yōu)異，在混合動(dòng)力車和電動(dòng)汽車中也被作為主電池廣泛應(yīng)用。（圖2）
（圖2）蓄電裝置的分類
然后是近年來在應(yīng)用中備受矚目的雙電層電容器（以下稱EDLC：Electric Double Layer Capacitor）。EDLC在能量密度方面的性能不如鋰離子電池，但在功率密度（單位時(shí)間內(nèi)能處理的電量）方面卻具有非常優(yōu)異的特性。EDLC充放電效率高，可瞬間提供大容量電力。以往，主要安裝于移動(dòng)設(shè)備和小型電子設(shè)備中，作為在電源電量下降時(shí)為CPU供電的備用電源使用。一直以來，幾F左右的EDLC產(chǎn)品占據(jù)主流市場，但最近大容量化趨勢顯著，幾百F甚至幾千F產(chǎn)品類型的市場占有率已逐步提升。（圖3、4）
（圖3）大容量電容器市場規(guī)模推移和預(yù)測
※來源：（株）矢野經(jīng)濟(jì)研究所《關(guān)于2013年大容量電容器市場的調(diào)查結(jié)果》（2013年7月3日發(fā)行）
（圖4）雙電層電容器（EDLC）單元
來源：日本貴彌功株式會(huì)社
大容量電容器主要作為瞬低時(shí)的備用電源、再生能源相關(guān)裝置的電源不穩(wěn)定時(shí)的備用電源、以及起重機(jī)等工業(yè)用設(shè)備和工程機(jī)械中的能源再生裝置等使用。其用途可能并不是身邊常見的領(lǐng)域，但近年來，著眼于其功率密度和充放電特性優(yōu)于其他蓄電裝置的優(yōu)勢，已開始在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)機(jī)理是，在再生制動(dòng)系統(tǒng)部分，通過將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量在短時(shí)間內(nèi)充入到充電效率良好的EDLC中，并給車內(nèi)的電子系統(tǒng)供電，來輔助以往由引擎發(fā)電和鉛電池承擔(dān)的電力。
此外，EDLC還具有反復(fù)充放電導(dǎo)致的性能劣化少，低煙難燃、組成材料不含重金屬的特點(diǎn)，比起其他蓄電裝置具備壽命長、安全、環(huán)保等優(yōu)勢。
現(xiàn)在也已經(jīng)開始利用這些特點(diǎn)，對(duì)進(jìn)一步將其與鋰離子電池之類的二次電池?fù)碛械膬?yōu)勢相結(jié)合的新應(yīng)用和可能性展開研究。
3.EDLC所需的電池平衡電路
EDLC每節(jié)電池的電壓一般約為2.5V。例如，作為12V電源線的備用電源使用時(shí)，將5節(jié)或6節(jié)電池串聯(lián)連接即可組成約12V的電源。此時(shí)，需要使各節(jié)電池的電壓均衡，因此需要控制電池平衡的電路。因?yàn)槿绻鞴?jié)電池的電壓不均衡，則施加于某一節(jié)電池的電壓就會(huì)偏高，從而導(dǎo)致電池劣化。由于EDLC本身具有壽命長的特點(diǎn)，因此，使電池電壓平衡是使其充分發(fā)揮其性能特點(diǎn)的有效方法。
4.EDLC用電池平衡IC “BD14000EFV-C”
ROHM此次開發(fā)出專用于EDLC的電池平衡IC“BD14000EFV-C”。該產(chǎn)品不僅具有EDLC的電池平衡功能，還具備各種監(jiān)測功能。使用該產(chǎn)品，可構(gòu)筑安全且具有卓越可靠性的EDLC系統(tǒng)。
下面詳細(xì)介紹產(chǎn)品的主要特點(diǎn)。
①將電池平衡功能集成于1枚芯片，確保高可靠性并大大減少元器件數(shù)量
此次開發(fā)的BD14000EFV-C，僅1枚IC即可控制4～6節(jié)電池的EDLC。產(chǎn)品采用簡單的分流方式，可通過外置電阻設(shè)定分流電流值。通過該IC本身的ON/OFF來控制內(nèi)置的MOS開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)各節(jié)電池的電壓均衡。也就是說，僅僅通過該IC即可用非常簡單的結(jié)構(gòu)輕松實(shí)現(xiàn)電池平衡功能。（圖5）
（圖5）BD14000EFV-C的框圖 |
