产品概要業界獨創*研發出單一晶片EDLC電芯平衡IC
加速擴大車用、工具機領域之EDLC能源回生市場

2014年12月15日

※2014年11月20日ROHM 調查

<主旨>

封裝半導體製造商ROHM株式會社(總公司: 日本京都市)研發出有助汽車在怠速熄火或工具機能源回生、瞬低(瞬間電壓低下)對策等市場擴大之ELDC(超級電容)的穩定化、長壽命化、小型化的電芯平衡IC「BD14000EFV-C」。
本製品將傳統使用超過20個以上 離散式元件所組成的EDLC之電芯平衡裝置利用單一晶片來達成 的IC,可精簡約38%的零件空間,同時,毋須在意每個零件的差異,可架構出小型、簡單且高可靠性 的EDLC系統。
另外,加上最大可控制至6電池的電芯平衡功能,若將多個本產品串聯連接,則可同時控制更多的EDLC。由於電芯平衡電壓可設定在2.4V~3.1V,因此可 對應各種EDLC。且本產品因應電芯平衡電壓搭載可設定檢出電壓之過電壓檢出功能及插頭輸出功能,並 依照車用國際品質規格的AEC-Q100,可靠耐用。
本樣品於2014年11月開始樣品出貨(1000日圓/個:未稅),亦可透過網路貿易商購入單一個評估機板 。之後 將在2015年1月開始預計以月產量1萬個的產能投入量產。前製程工場 在ROHM濱松株式會社(濱松市)、後製程在ROHM Electronics Philippines Inc(菲律賓)進行。

<背景>
EDLC與其他的蓄電元件比較,由於可快速充電放電、使用壽命長、安全性高、 環保等優勢 ,被應用在車用及 工具機等方面 。 由於業界逐年要求產品的大容量化及高電壓化 ,因此在高能源的使用實例也增加。
為了將EDLC高電壓化而以串聯連接時,加至各個EDLC電池上的電壓會產生不一致,因而壽命也會不均,以整體來看安全地符合功能的時間會變短。截至目前為止在半導體元件界中做到了電芯平衡的功能,成功抑制了不一致性;但是由於必須使用較多的 離散式元件,因此在零件空間、設計上的負擔、電芯平衡功能上的可靠性上則有其課題存在。 ROHM為了回應這些需求,取得在鋁電解電容及EDLC等研 發中領導業界之NIPPON Chemi-Con株式會社(佳美工)的協助,研發出小型且能簡單安裝,並內建有保護功能的EDLC電芯平衡IC。

單晶片簡單化設計

蓄電元件的分類
展出:NIPPON Chemi-Con株式會社

<特點>

1.將EDLC的電芯平衡功能單一晶片化、減少38%的零件空間
產品使用長年累積的ROHM類比設計技術,並請NIPPON Chemi-Con株式會社(佳美工) 設計規格、進行樣品評估等 協助,將傳統 利用20個以上的個別零件所組成之EDLC電 芯平衡功能, 業界獨 創使其單1晶片化。約可減少38%的零件空間。因應4~6串電池的檢測,採用可簡單達成 電芯 平衡功能的分流電阻 方式。由於可 自我完結來進行運 作,因此可 減輕設計上的負擔 。另外,因可自由設定 電芯 平衡電壓(2.4~3.1V / 0.1V  STEP), 可對應各種輸出電壓之EDLC。

2.電池增加也能輕鬆因應電壓EDLC的應用

EDLC市場本身正走向大容芯化、高電壓化,將大容芯的EDLC以串聯連接來產生高電壓的使用方法也逐漸增多了。為對應此用法,只要將本產品多數串聯連接,就能擴充電芯平衡的功能。可更加簡單的因應高電壓EDLC的應用。

高電壓設計亦容易擴充

3.依據車用規格AEC-Q100,在2種保護功能下雙重確認串聯狀態

本產品具有電芯平衡功能,亦搭載為提升系統整體的信賴性之過電壓檢測機能及插頭輸出功能。透過此2種保護功能,可檢測出電池劣化。另外,產品依據車用國際品質規格AEC-A100,在車用雜訊等特殊環境對策上非常完備。

<應用方式>
◇能量回收:汽車、工具機、營建機器等的運作能源再利用
◇電源穩定化、瞬間啟動低電壓對策 : 不斷電系統(UPS)的緊急備用
◇啟動時的電源輔助 : 汽車的怠速熄火系統、QA裝置的快速啟動
◇與蓄鉛電池系統的代換:產品不含鉛故環保,比蓄鉛電池使用壽命更長

<名詞解釋>

EDLC(超級電容)
EDLC(超級電容)
展出:NIPPON Chemi-Con株式會社

EDLC(Electric Double Layer Capacitor /超級電容)
EDLC是一種蓄電裝置,與鋰離子電池等2次電池相比時,其特徵是能源密度(相當於單位面積的蓄電量)較差,但是輸出密度(相當於單位時間的可使用電量)勝出。另外亦具有因重複充電放電造成的性能劣化較少(長壽命),即使外部短路也不會故障(安全),在組成材料中不含重金屬(對環境溫和)等優勢。
以往小容量的產品多被用在行動裝置等小型電源的備用或是穩定化上,但是近年來大容量化(300F)進步,其可快速充電放電的特徵,被逐漸活用在需要更大功率之車用或是工具機的電源輔助及能源回生等。

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