Lithium-Ionen-Batteriemanagement-IC maximiert die Batteriezellen-Lebensdauer

19th August 2019
Source: Renesas
Posted By : Victoria Chercasova
Lithium-Ionen-Batteriemanagement-IC maximiert die Batteriezellen-Lebensdauer

Renesas Electronics Corporation, ein führender Anbieter innovativer Halbleiterlösungen, präsentiert sein Lithium-Ionen-Batteriemanagement-IC der vierten Generation mit bisher unerreichter Genauigkeit über die gesamte Lebensdauer. Der ISL78714 bietet eine genaue Überwachung von Zellspannung und Temperatur sowie Zellausgleich. Zudem verfügt der ISL78714 über umfassende Systemdiagnosefunktionen zum Schutz von Lithium-Ionen-Batterie-Packs mit 14 Zellen und maximiert gleichzeitig die Fahrzeit und Reichweite für Hybrid- und Elektrofahrzeuge (HEV/MHEV/PHEV/BEV).

„Der ISL78714 ermöglicht den Aufbau von Batteriemanagementsystemen mit einer erstklassigen Kombination aus Akkupack-Überwachungsgenauigkeit, schneller Datenerfassung und Fehlerprüfung“, erklärt Niall Lyne, Senior Director Product Marketing & Applications, Automotive Mixed-Signal/Power & Video, Renesas Electronics Corporation. „Dank unserer Technologiepartnerschaft mit Mahindra Racing in der Formel E fährt das Team auf der Rennstrecke bereits Siege ein. Gemeinsam haben wir ein Batteriemanagementsystem basierend auf Niederspannungs-Lithium-Ionen mit ISL78714 ICs und RH850 Mikrocontrollern für den Formel-E-Rennwagen von Mahindra entwickelt und integriert.“

Der ISL78714 mit großem Funktionsumfang überwacht und balanciert bis zu 14 in Reihe geschaltete Batteriezellen mit einer Genauigkeit von ±2 mV über den gesamten Automotive-Betriebstemperaturbereich, so dass Systementwickler fundierte Entscheidungen auf der Grundlage absoluter Spannungspegel treffen können. Der ISL78714 enthält einen präzisen 14-Bit-A/D-Wandler mit zugehöriger Datenerfassungsschaltung. Darüber hinaus bietet der Baustein bis zu sechs externe Temperatureingänge (zwei über GPIOs) sowie Fehlererkennung und Diagnose für alle wichtigen internen Funktionen.

Der ISL78714 erfüllt die strengen Zuverlässigkeits- und Leistungsanforderungen von Batteriepack-Systemen für alle Elektrofahrzeugvarianten einschließlich HEV/PHEV mit Sicherheitsfunktionen, so dass Automobilhersteller die ISO 26262 ASIL-D-Konformität (Automotive Safety Integrity Level) erreichen können. Darüber hinaus überwacht und misst der ISL78714 Über-/Unterspannung, Temperatur, Leitungsunterbrechungen und den Fehlerstatus für 112 Zellen in weniger als 10 ms bzw. für 70 Zellen in 6,5 ms.

Mehrere ISL78714 Bausteine lassen sich über eine proprietäre Daisy-Chain miteinander verschalten, die Systeme mit bis zu 420 Zellen (30 ICs) unterstützt. Dies ermöglicht branchenführenden Transienten- und EMC/EMI-Schutz und übertrifft die gängigen Automotive-Anforderungen. Die Daisy-Chain-Architektur des ISL78714 nutzt eine kostengünstige kapazitive Isolation oder Übertrager sowie eine Kombination aus beidem mit einer Twisted-Pair-Verdrahtung, um mehrere Batteriepacks in Serie zu schalten und gleichzeitig vor Hot-Plug- und Hochspannungstransienten zu schützen. Ein Watchdog-Timer schaltet ein per Daisy-Chain verschaltetes IC automatisch ab, wenn die Kommunikation mit der Master-MCU unterbrochen wird.

Die wichtigsten Produktmerkmale des ISL78714 Batteriemanagement-ICs

  •          Überwacht und verwaltet bis zu 14 Zellspannungen mit einer Messgenauigkeit von ±2 mV
  •          Robustes 2-Leiter-Daisy-Chain-Kommunikationssystem mit kapazitiver oder Übertrager-Kopplung bis 1 Mbps
  •          Vollständig differenzieller Zellspannungseingangsbereich von ±5 V erfüllt die messtechnischen Anforderungen von Brennstoffzellen und Stromschienen bei alternden Batteriepacks
  •         Board-Level-Genauigkeit über 15 Jahre (Langzeitdrift) von ±6 mV @ ±6 σ
  •          Hohe diagnostische Abdeckung für Zellspannungs- und Temperaturmessungen
  •          Qualifiziert und zertifiziert nach AEC-Q100 Grade-2 für einen Betrieb von -40°C bis +105°C

Ein BMS-Referenzdesign (Batteriemanagementsystem) ist verfügbar. Es umfasst fünf ISL78714 ICs und eine RH850/P1M MCU und bildet eine komplette Evaluierungsplattform für externen Zellausgleich von 70 Batteriezellen. Das Referenzdesign-Kit ermöglicht Set-up und Datenlogging über CAN und UART. Das Kit umfasst auch eine GUI, Altium-Layoutdateien und Low-Level-Treiber für die RH850-Peripherieelemente und den ISL78714. Ebenfalls enthalten sind Referenzhandbücher für Hard- und Software sowie Schnittstellen und ein EMC-Prüfbericht. Das Referenzdesign-Kit macht es Entwicklern von Elektrofahrzeugen einfach, ihre Software auf die RH850 MCU zu portieren, auf jede Batteriepackgröße zu skalieren und bis zu einem Jahr Entwicklungszeit zu sparen.

Verfügbarkeit

Das ISL78714 Lithium-Ionen-Batteriemanagement-IC ist in Serienstückzahlen ab sofort in einem TQFP-Gehäuse mit 64 Anschlüssen erhältlich. Weitere Informationen über den ISL78714, das Evaluierungsboard und das BMS-Referenzdesign-Kit im Internet unter: www.renesas.com/products/isl78714.

 





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