Es gibt jetzt einen neuen Sensor- und Ausgleichs-IC für BMS in Hybrid- und Elektroautos. Der Chip TLE9012AQU von Infineon erfasst die Spannung in bis zu zwölf Batteriezellen mit einer Genauigkeit von ±5,8 mV, unterstützt fünf externe Temperatursensoren und läuft über eine Iso-UART-Schnittstelle.
Batteriemanagementsysteme (BMS) sorgen unter anderem dafür, dass die Kapazität einer Batterie optimal genutzt wird. So erreichen Elektroautos beste Reichweiten und die Batterie hat eine lange Lebensdauer. BMS ermitteln den Ladezustand und den Gesundheitszustand des Akkus, um beide Werte möglichst genau abschätzen zu können. Der TLE9012AQU liefert die notwendigen Messdaten und sorgt durch Cell-Balancing für einen ausgeglichenen Ladezustand der Zellen. Dadurch wird unter anderem verhindert, dass die schwächste Zelle die insgesamt nutzbare Kapazität des Akkus bestimmt. Der neue Chip soll den Akku effizienter und länger nutzbar machen.
Um den Einfluss von Störsignalen auf die Messergebnisse zu minimieren, verfügt der neue Sensor- und Symmetrier-IC von Infineon über einen programmierbaren Rauschfilter. Außerdem führt es die Messung in allen Zellen gleichzeitig durch, sodass die Ergebnisse auch bei temporären Störfaktoren vergleichbar bleiben. Ein Kompensationsalgorithmus mit integriertem Stresssensor und erweiterter Temperaturkompensation sorgt für die Langzeitstabilität der Messungen.
Das Cell-Balancing erfolgt über zwölf auf dem Chip integrierte Balancing-Switches – einen pro Kanal. Sie sind für Ströme bis 150 mA ausgelegt. Das Modul unterstützt auch externe Schalter für höhere Ausgleichsströme. Außerdem kann das Zellbalancing so programmiert werden, dass es nach einer definierten Zeit von bis zu 32 Stunden oder, wenn die Zelle eine eingestellte Spannung erreicht hat, ohne ein Signal des Mikrocontrollers stoppt. Dadurch kann der Mikrocontroller in den Schlafmodus wechseln und so Energie sparen.
Wie Infineon der Presse mitteilte, eignet sich der TLE9012AQU mit seinen zwölf Kanälen besonders für Batterien, die mit zwölf Zellen pro Modul partitioniert sind. Eine solche Komponente wird dann für jedes Modul benötigt. Die Iso-UART-Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen diesen Modulen und mit dem Mikrocontroller ermöglicht eine einfache Spannungstrennung und gewährleistet die Datenintegrität. Die Kommunikation unterstützt mehr als 20 in Reihe geschaltete Module und eine Ringtopologie. Dadurch wird sichergestellt, dass auch beim Ausfall eines einzelnen Moduls die Kommunikationskette nicht unterbrochen wird und das restliche System funktionsfähig bleibt.
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