電動(dòng)交通工具泛指使用高壓電池和電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行推進(jìn)的車輛。與僅用內(nèi)燃機(jī)（ICE）提供動(dòng)力的汽車相比，這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于電動(dòng)馬達(dá)在產(chǎn)生扭矩（特別是在加速過(guò)程中）時(shí)要比ICE高效得多。另外，電動(dòng)汽車可以在行車時(shí)回收動(dòng)能，而其它汽車只能以熱量的形式損耗掉。

正如亨利福特于1923年所說(shuō)：“即使僅節(jié)省幾磅的汽車重量……也意味著它們能開得更快，并且消耗更少的燃料?！边@個(gè)永恒真理正是鋰電池化學(xué)產(chǎn)業(yè)憑借更高比能（焦耳/千克）引領(lǐng)世界向下一代更具重量效益、插電式電動(dòng)汽車發(fā)展的理由。

但我們對(duì)筆記本電腦的鋰離子電池爆炸案記憶猶新，當(dāng)再度考慮到電動(dòng)汽車電池更大的總能量時(shí)，該事件更是被進(jìn)一步放大。這方面的顧慮及其它因素促進(jìn)了高度智能的電池管理系統(tǒng)（BMS）的發(fā)展。這種電池管理系統(tǒng)需要與大功率電池充電系統(tǒng)通訊來(lái)滿足諸如安全、成本、電池壽命、汽車行程（又名里程焦慮）和整夜充電等要求——為了達(dá)到更低的碳排放和更高的燃油經(jīng)濟(jì)性需要做出的所有痛苦讓步。

隨著汽車OEM廠商對(duì)下一代電池管理和充電系統(tǒng)要求的確 定，半導(dǎo)體公司正在推進(jìn)預(yù)期能夠滿足這些要求的產(chǎn)品開發(fā)。本文將要討論與插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）中的大功率（3kW）、脫機(jī)式電池充電器的開發(fā)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求、架構(gòu)和挑戰(zhàn)，并展示為何要為這類應(yīng)用建立數(shù)字電源架構(gòu)。

電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)環(huán)境

混合動(dòng)力汽車（HEV）與新興的PHEV汽車不同，它們使用較低容量的電池和電動(dòng)馬達(dá)輔助主要ICE加速。這種混合扭矩加上再生制動(dòng)能力可進(jìn)一步改善燃油利用率，并減少碳排放。

然而，減少排放還不能完全滿足針對(duì)汽車零排放的最新法律要求。因此，作為新興汽車，PHEV的動(dòng)力完全來(lái)自于潔凈電網(wǎng)能量。

所謂的串聯(lián)電動(dòng)汽車與并聯(lián)HEV不同，不從兩種來(lái)源混合扭矩。所有推進(jìn)扭矩來(lái)自更大的電動(dòng)馬達(dá)，一般大于80kW。在某些情況下會(huì)增加一個(gè)性能經(jīng)過(guò)優(yōu)化 的小型里程延伸ICE，用于解決純電動(dòng)汽車電池的里程限制問(wèn)題。ICE用作發(fā)電機(jī)給電動(dòng)馬達(dá)供電，并給電池充電。不管是在PHEV還是HEV中，增加高壓電池和電動(dòng)馬達(dá)從根本上改變了汽車的電氣、機(jī)械和安全系統(tǒng)。因此最終需要復(fù)雜和高度智能的功率電子和電池管理系統(tǒng)。

電池設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

過(guò)去100年內(nèi)，工程師已經(jīng)將汽油推進(jìn)系統(tǒng)改進(jìn)得十分完善?，F(xiàn)在，OEM及其供貨商一改過(guò)去的方式，開始組成聯(lián)盟，突破常規(guī)，集中力量?jī)?yōu)化電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)。

但電動(dòng)推進(jìn)的高成本表現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)和組件復(fù)雜度方面，需要用復(fù)雜和容錯(cuò)性的汽車智能和功率電子系統(tǒng)連續(xù)管理數(shù)十千瓦的功率。