EMBEDDED/POWER kæde med en op-amp og en A/D-konverter. Individuelle spændingssensorledninger går fra hver enkelt celle og modul, hvorefter et multi- plexer-kredsløb switcher celle-inputs til signalkæden. En lignende tilgang bruges for strømfølingen, der måler på et spændingsfald over en shunt-modstand med en ekstremt lav ohmsk værdi i hvert batterimodul. Den me- tode – vist i figur 3 – udfører den ønskede moniterings- opgave uden at tilføre ekstra kompleksitet til kredsløbet i hver celle og hvert modul. • Sensorer (temperatur): Simple termistorer op til digital-output temperatur- sensorer findes til monite- ring af cellerne. Termisto- rer er den billigste metode med et minimalt pladsbe- hov i batterimodulet. Som vist ovenfor bruger forsk- ningen i mere sofistikerede cellemoniteringsteknikker multiple temperatur- og magnetfeltsensorer pla- ceret inden i hver celle for en mere finkornet måde at styre cellerne på. • Celle-management IC’er og mikrocontrollere: Højt inte- grerede cellemoniterings- og styrings-IC’er findes ge- nerelt til elbil-applikationer som pris- og funktionsopti- merede alternativer til ge- nerelle mikrocontrollere. De fleste tilbyder alle de nød- vendige analoge signalkæ- defunktioner til spændings-, strøm- og temperaturmoni- tering. Visse har også MOS- FET-drivere til cellebalance- ring, så man kan udføre aktiv cellebalancering under op- og afladning. Andre integre- rede funktioner inkluderer netværkskonnektivitet for Ethernet- og CAN-interfaces til andre in-vehicle systemer. Batteri-management algo- ritmer giver en mere adaptiv tilgang til optimering af bat- teripakkens peak-ydelse og SOH-forhold. • Isolering og sikkerhed: Sik- kerhedsfunktioner spænder fra ”få mig hjem”-funktion, der giver en begrænset bat- terikapacitet til bilens drev, til komplet galvanisk isola- tion af batteripakken fra alle elbilens funktioner. Sidst- nævnte bruger engangs pyro-kredsløbsbrydere med en lille sprængladning, der øjeblikkeligt kan afbryde højvolt batteriudgangen (squib). En sådan squib af- bryder kredsløbet langt hur- tigere end konventionelle smeltesikringer. BMS-komponent showcase Et eksempel på en IC til mul- ticelle batterimonitering og -balancering er STMicroelec- tronics L9963E. Den automo- tive AEC-Q100-kvalificerede L9963E IC kan monitere spæn- ding og coulomb-tælling i op til 14 stackede battericeller i serie uden desynkronisering imellem samples. Figur 4 il- lustrerer den primære funk tionsarkitektur for L9963E, der kan monitere op til syv NTC- termistorer og kommunikere med en BMS værtsmikrocon- troller med enten SPI eller et optisk isoleret interface. Op til 31 styk L9963E-kom- ponenter kan daisy chaines for at monitere op til 434 se- rieforbundne celler. En 16-bit A/D-konverter sikrer en mak- simal fejl på ±2mV over hele måleområdet, der spænder fra 0,5V til 4,3V. L9963E har også en 200mA passiv cellebalan- ceringsfunktion for afladning via en intern sti eller for højere strømme gennem eksternt konnekterede MOSFETs. Endnu et eksempel på en automotivt kvalificeret (AEC- Figur 5: Infineons TLE9012DQU IC giver multikanal monitering og balancering af et litium-ion-batteri. (Kilde: Infineon Technologies). Q100, ISO26262 og ASIL-D) batterimoniterings- og balan- cerings-IC er TLE9012DQU fra Infineon Technologies (figur 5) . TLE9012DQU kan monitere spændingen på 12 seriefor- bundne litium-ion-celler og indeholder en dedikeret 16- bit sigma-delta A/D-konverter for hver celle. Fem tempera- turmålekanaler er også in- tegreret i komponenten til brug sammen med eksterne NTC-termistorer. Der er in- ternt passiv cellebalancering på op til 200mA pr. celle. Til prototypeformål findes der et evaluerings-board baseret på TLE9012DQU. Texas Instruments’ BQ769xc- serie er også en automotiv batterimoniterings-IC designet til brug med både litium-ion- og litium-fosfat-cellekemier. BQ769x-serien kan også vare- tage op til 16 serieforbundne celler. BQ769x indeholder en komplet analog front-end med en 14-bit A/D-konverter. © Bisnode 2021 B OMBERG – vi hjælper m m e e d d d d e e t t o o p p t t i i m m a a l l e e d d e e s s i i g g n n E X M XX C X LISTER/ PAKNINGER X A X F X L X ED VARME OPTIMALT K X O XX N X TAKTFJEDRE ET UTAL AF… XXXX Figur 4: Funktionsblokdiagram for STMicros L9963E automotivt kvalificerede multicelle batterimoniterings- og balancerings IC. (Kilde: ST). Vi ønsker alle vore samarbejdspartnere en glædelig jul samt et godt nytår EMI-PAKNINGER STANDARD EL L L L E E R R K K U U N N D D E E S S P P E E C C I I F F I I C C E E R R E E D D E E THERMAL MANAGEMENT / AFLED D V V A A R R M M E E O O P P T T I I M M A A L L T T © Bisn ode 2 2 0 0 1 2 6 2 © Bisn ode 2 2 0 0 1 2 6 3 14. ÅR I TRÆK 1 9 M 5 . . E Å Å D R R A I I T A T R R A Æ Æ !! K K MED AAA !! E E v v a a n n S S t t æ æ h h r r W W W WW W . . B B O O M M B B E E R R G G . . C C O O M M S S A A L L E E S S @ @ B B O O M M B B E E R R G G . . C C O O M M P P h h o on n e e : : + + 4 4 5 5 4 4 8 8 1 1 4 4 0 0 1 1 5 5 5 5 F F a a x x : : + + 4 4 5 5 4 4 8 8 1 1 4 4 0 0 1 1 5 5 6 6 Y Y O O U U R R T T R R U U S S T T E E D D S S U U P P P P L L I I E E R R nr. 12 | december 2023 25
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Aktuel Elektronik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her