Ladezustands-Überwachungs-IC Große Akkustapel schnell und genau überwachen

Aufgrund ihrer hohen Energiedichte sind Lithium-Ion-Akkus prädestiniert für den Einsatz in Hybridautos. Da diese Multizellen-Akkus extrem empfindlich gegenüber Über- oder Tiefenentladung sind, muss jede einzelne Zelle genau überwacht werden. Mit dem Monitor-IC von Linear Technology lässt sich das jetzt schnell und präzise durchführen.

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ACTRON AG

Jauch Quartz GmbH

ET System electronic GmbH

Linear Technology Corp.

Linear Technology präsentiert nach dreijähriger Entwicklungszeit mit dem LTC6802 einen hochintegrierten Multizellen-Akku-Monitor, mit dem sich bis zu zwölf einzelne Akkuzellen (max. 60 V) überwachen lassen. Mehrere Chips können in Reihe geschaltet werden, um jede Zelle in einer langen Kette von kaskadierten Akkus einzeln zu überwachen (bis 1000 V). Die Kommunikation erfolgt über das Current-Mode-Interface, es werden keine Optokoppler benötigt. Der Akku-Monitor wird auf dem proprietären 0,6-µm-BiCMOS-Prozess des Unternehmens gefertigt.

„Der Baustein kombiniert die analoge Signalkette mit Powermanagement“, erklärt Erik Soule, Vice President Signal Conditioning Products bei Linear Technology. „Das Produkt stellt eine bahnbrechende Innovation in Linears Geschichte dar. Wir erwarten eine gute Akzeptanz auf dem Markt, der sich momentan in Richtung hohe Leistung, Multizellen-Akkusysteme für Anwendungen in Elektro- und Hybridautos bis zu Reserveakkusysteme für Datenzentren und Speichermedien für Wind- und Solarenergieanlagen bewegt.“

Lithium-Ion-Akkus für Hybridfahrzeuge

Große Akkustapel ermöglichen den Aufbau hochleistungsfähiger, wiederaufladbarer Stromquellen, wie sie beispielsweise für Elektro- und Hybridfahrzeuge, Roller, Golfwagen, Rollstühle, Gabelstapler, Roboter, tragbare medizinische Geräte und unterbrechungsfreie Stromversorgungen benötigt werden. Lithium-Ion-Akkus sind durch ihre überlegene Energiedichte für solche Anwendungen die Stromquelle der Wahl.

Die Entwicklung eines großen, hochzuverlässigen und langlebigen Lithium-Ion-Akkustapels ist jedoch eine hochkomplexe Aufgabenstellung. Lithium-Ion-Zellen sind empfindlich gegen Überladung oder Tiefentladung. Deshalb muss jede einzelne Zelle in einem Stapel sorgfältig überwacht werden. Mit dem LTC6802 lassen sich alle Zellenspannungen schnell und genau messen – selbst bei einer Gesamtspannung des Stapels von mehr als 1000 V.

Sehr hohe Genauigkeit garantiert

Die maximale Messunsicherheit über den Temperaturbereich von –40 bis 85°C ist mit weniger als 0,25% spezifiziert. Alle Zellen eines Stapels können innerhalb von 13 ms gemessen werden. Jede Zelle wird auf Unter- und Überspannung überwacht. Überladene Zellen werden mithilfe eines MOSFET-Schalters entladen. Der Akku-Monitor kommuniziert über eine serielle 1-MHz-Schnittstelle und bietet Temperatursensor-Eingänge, GPIO-Anschlüsse und eine Präzisionsspannungsreferenz.

Eingebaute Diagnosefunktionen

Er erfüllt die Umwelt- und Zuverlässigkeitsanforderungen automobiler und industrieller Anwendungen. Der Chip ist für Betriebstemperaturen von –40 bis 85°C voll spezifiziert und verfügt über eingebaute Diagnose- und Fehlererkennungsfunktionen. Ausgeliefert wird der Baustein in einem oberflächenmontierbaren und 8 mm × 12 mm groß Gehäuse. Durch die Kombination aus Robustheit, hoher Genauigkeit und dem kleinen Gehäuse erfüllt der Chip die Anforderungen hochentwickelter und künftiger Akkutechnologien.

„Diese Bausteine werden Hochspannungs-Applikationen revolutionieren“, ergänzt Soule. Seit einem Jahr werden Muster an Key-Kunden nicht nur aus dem Automotive-Bereich ausgeliefert. Muster und Evaluation-Bords sind inzwischen kommerziell verfügbar, die Massenproduktion soll im vierten Quartal 2008 beginnen. Die Bausteinkosten belaufen sich auf 9,95 US$ (1000 Stück).

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