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Kommunikation im Batteriemanagement Optische Sensoren übertragen BMS-Daten mit bis zu 6 Mbit/s

Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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Vishay Electronic GmbH
Precoplat Präzisions Leiterplatten Technik GmbH
EBV Elektronik GmbH & Co. KG
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Vier neue optische Sensoren von Vishay ermöglichen die drahtlose Datenübertragung zwischen Batteriezellen und Steuerungseinheiten. Sie sollen eine störungsunempfindliche Alternative zur funkbasierten Kommunikation im Batteriemanagement bieten.

Die neun optischen Sensoren von Vishay kombinieren einen Infrarotemitter mit einer PIN-Fotodiode. Sie ermöglichen eine bidirektionale Datenübertragung mit bis zu 6 Mbit/s, beispielsweise im Batteriemanagement von Elektrofahrzeugen.(Bild: Vishay)
Die neun optischen Sensoren von Vishay kombinieren einen Infrarotemitter mit einer PIN-Fotodiode. Sie ermöglichen eine bidirektionale Datenübertragung mit bis zu 6 Mbit/s, beispielsweise im Batteriemanagement von Elektrofahrzeugen.
(Bild: Vishay)

In modernen Elektrofahrzeugen müssen zahlreiche Batteriezellen kontinuierlich überwacht werden. Dafür werden unter anderem Spannungs- und Temperaturwerte erfasst und Informationen zwischen den einzelnen Überwachungseinheiten und dem übergeordneten Batteriemanagementsystem (BMS) ausgetauscht. Neben kabelgebundenen Verbindungen kommen dafür auch drahtlose Kommunikationskonzepte infrage.

Mit vier neuen optischen Sensoren will Vishay eine weitere Möglichkeit für die Datenübertragung im Batteriemanagement schaffen. Die Bausteine VCND2040X02, VCND2040SLX02, VCND2045X02 und VCND2045SLX02 kombinieren jeweils einen Infrarotemitter mit einer PIN-Fotodiode und erreichen laut Hersteller Datenraten von bis zu 6 Mbit/s.

Im Unterschied zu funkbasierten Lösungen erfolgt die Übertragung über Licht. Dadurch ist die optische Verbindung unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, wie sie beispielsweise durch Leistungselektronik und elektrische Antriebe entstehen können. Vishay hebt außerdem die geringere Angriffsfläche gegenüber Funkverbindungen hervor.

Zwei Sensorausführungen für unterschiedliche Anforderungen

Die vier Bausteine unterscheiden sich insbesondere durch den Aufbau ihrer IR-Emitter und die Montageausrichtung. Die Varianten VCND2040X02 und VCND2040SLX02 verfügen über einen einstufigen IR-Emitter und erreichen typische Anstiegs- und Abfallzeiten von 18 ns. Bei den Varianten VCND2045X02 und VCND2045SLX02 setzt Vishay auf einen zweistufigen Emitter mit Anstiegs- und Abfallzeiten von jeweils 9 ns.

Alle vier Sensoren ermöglichen eine gleichzeitige bidirektionale Datenübertragung. Zwei voneinander getrennte Linsen und eine integrierte optische Barriere zwischen Sender und Empfänger sollen verhindern, dass das ausgesendete Licht den eigenen Detektor beeinträchtigt.

Die optische Kommunikation kann über kurze Distanzen direkt durch die Luft erfolgen. Mithilfe zusätzlicher Optiken und Glasfasern lassen sich nach Herstellerangaben auch Entfernungen von mehreren Metern überbrücken. Damit sind Verbindungen auch über verwinkelte oder räumlich begrenzte Übertragungswege möglich.

Die Sensoren sind nach AEC-Q102 qualifiziert und befinden sich in SMD-Gehäusen mit Abmessungen von 4,4 mm × 2,25 mm × 1,9 mm. Abhängig von der Variante lassen sie sich mit nach oben oder seitlich ausgerichteter optischer Schnittstelle einsetzen. Eine spezielle Anschlussgeometrie mit benetzbaren Flanken soll außerdem die Kontrolle der Lötverbindungen erleichtern.

Neben der Kommunikation zwischen Batteriezellen und BMS-Steuerungseinheiten nennt Vishay stationäre Energiespeicher, industrielle Automatisierung sowie optische Schalter und Positionssensoren als mögliche Einsatzbereiche. Die vier Sensoren sind nach Angaben des Herstellers ab sofort als Muster und in Produktionsstückzahlen verfügbar. Die angegebene Lieferzeit beträgt acht Wochen. (sb)

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