電動交通工具泛指使用高壓電池和電動馬達進行推進的車輛。與僅用內(nèi)燃機（ICE）提供動力的汽車相比，這種技術的優(yōu)勢在于電動馬達在產(chǎn)生扭矩（特別是在加速過程中）時要比ICE高效得多。另外，電動汽車可以在行車時回收動能，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：“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@個永恒真理正是鋰電池化學產(chǎn)業(yè)憑借更高比能（焦耳/千克）引領世界向下一代更具重量效益、插電式電動汽車發(fā)展的理由。

但我們對筆記本電腦的鋰離子電池爆炸案記憶猶新，當再度考慮到電動汽車電池更大的總能量時，該事件更是被進一步放大。這方面的顧慮及其它因素促進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——為了達到更低的碳排放和更高的燃油經(jīng)濟性需要做出的所有痛苦讓步。

隨著汽車OEM廠商對下一代電池管理和充電系統(tǒng)要求的確 定，半導體公司正在推進預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力汽車（PHEV）中的大功率（3kW）、脫機式電池充電器的開發(fā)相關的設計要求、架構和挑戰(zhàn)，并展示為何要為這類應用建立數(shù)字電源架構。

電動汽車設計環(huán)境

混合動力汽車（HEV）與新興的PHEV汽車不同，它們使用較低容量的電池和電動馬達輔助主要ICE加速。這種混合扭矩加上再生制動能力可進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汽車零排放的最新法律要求。因此，作為新興汽車，PHEV的動力完全來自于潔凈電網(wǎng)能量。

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

電池設計挑戰(zhàn)

過去100年內(nèi)，工程師已經(jīng)將汽油推進系統(tǒng)改進得十分完善。現(xiàn)在，OEM及其供貨商一改過去的方式，開始組成聯(lián)盟，突破常規(guī)，集中力量優(yōu)化電動推進系統(tǒng)。

但電動推進的高成本表現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)和組件復雜度方面，需要用復雜和容錯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。