最近看了電影《火星救援》。作為一名在大型工程公司任職的工程師，我對馬克·沃特尼在火星這顆荒漠星球表面穿行的冒險故事產(chǎn)生了強(qiáng)烈共鳴（也許其他工程師在觀看影片時也會產(chǎn)生同感）。在電影中，主角馬克·沃特尼碰到的困難一個接著一個，這使我在觀影的同時不禁在想：自己是否能給主角的冒險提供一些幫助？自己在面對這些困難時會采取哪些不同的做法？在沃特尼火星上遇到的諸多主要問題中，其中有一個是我知道肯定能幫上忙的。

貫穿去全片，沃特尼去到了火星表面的不同地方，一是尋找之前幾次火星任務(wù)中散落的機(jī)器設(shè)備，利用這些設(shè)備搭建與美國國家航空航天局（NASA）更好地聯(lián)絡(luò)通訊，并尋找完成這場極其危險之旅可能用到的設(shè)備：沃特尼必須駕車3200公里前往阿瑞斯4號計劃（Ares 4）的升空器所在地。沃特尼使用2塊漫游車電池和14塊太陽能電池板搭建了一輛火星探險漫游車。

看著馬克自己設(shè)計的電池組，我就開始想德州儀器是不是也能幫上點忙。作為一家電池管理解決方案（BMS）機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品營銷工程師，我知道我們?yōu)殡妱悠囁a(chǎn)的設(shè)備攜帶的電池組容量一般為90KWh，配置在96組串聯(lián)電池和77組并聯(lián)電池之間。而根據(jù)原著小說《火星救援》中描寫，沃特尼使用的電池容量只有9KWh，并且他總共就只有兩塊這樣的電池。

使用德州儀器生產(chǎn)的電池管理設(shè)備，你可以精準(zhǔn)測量大容量電池組中每個電池單元的電壓、電流以及溫度等數(shù)據(jù)。此類設(shè)備包括bq76PL455A-Q1（16通道電池監(jiān)視器）和bq76PL536A-Q1（3S-6S通道電池監(jiān)視器）。這兩種設(shè)備均可測量較小的電池組，并具備一定的程度的可疊加性，因而可以按比例進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。通過使用此類測量精準(zhǔn)且可靈活調(diào)節(jié)的電池監(jiān)視器，你可以高效地使用電池，從而使電池的單次使用時間盡量延長，并且對電池組的全容量狀態(tài)始終了如指掌。

如果沃特尼的火星探險車上配置了與我們電動汽車一樣的電池系統(tǒng)，盡管電池的重量增加了，但每次充完電火星探險車可以跑上數(shù)百公里，這個距離可是原先的四到五倍。同時，沃特尼也可以大大減少旅途中停下來給電池充電的次數(shù)。

主動電量平衡則是另一個可以幫助火星電動車更好進(jìn)行電池管理的科技。溫度對于電池性能的影響是最大的，因為溫度的變化會造成電池電阻的改變。如果所有的電池都接入了同樣的電荷，但每個電池各自的溫度又不盡相同，那么電池材質(zhì)就會產(chǎn)生額外的膨脹或收縮，這兩者都會導(dǎo)致電池的老化程度出現(xiàn)極大的差異，最終的結(jié)果就是充電失衡。由于電池的老化程度不同，很快便會導(dǎo)致電量失衡（請看圖一）。如果這一情況沒有得到改善，那么整個電池組的總電量則會被限定在最低的電池電壓，進(jìn)而導(dǎo)致一次充電汽車可行駛里程減少。

充電失衡

電量失衡

圖一：充電失衡vs.電量失衡

電量平衡有兩種基本類型：被動平衡和主動平衡。下面是兩種電量平衡類型的基本特點和各自優(yōu)勢：

被動平衡

?   安裝簡單（包括軟硬件）

?   花費少

?   可以減少充電失衡

?   平衡電流?。?lt;1安）

主動平衡（圖二）：

?   高能效

?   降低充電和電量失衡的影響

?   充放電均有效

?   平衡電流大（>1安）

?   更快地平衡大容量電池

?   增加有效容量

?   電池組充電更快

?   更強(qiáng)的大流量可循壞充放電性能

?   更久的電池壽命

?   混合/匹配新/舊模塊

?   在模塊內(nèi)可使用失衡電池，提高電池使用率