Un’architettura semplice per il monitoraggio delle celle

CIRCUITI INTEGRATI –

Il chip AS8506 di ams per il monitoraggio delle celle al litio consente di fare a meno di controllori remoti potenti e di software complessi nei sistemi di gestione delle celle delle batterie, offrendo anche la possibilità di creare un sistema privo di controllori.

Esiste oggi un metodo più semplice e robusto per l'implementazione del monitoraggio e del bilanciamento delle celle nei sistemi di batterie al litio. L'innovativa architettura sviluppata da ams è stata implementate in un nuovo chip altamente integrato, l'AS8506 di ams per eseguire le operazioni di monitoraggio e bilanciamento tra le celle nei moduli a celle stacked, tra cui il controllo Soa (Safe Operating) e il bilanciamento attivo o passivo delle celle. È ideale per tutte le celle con una composizione chimica a base di litio, come quelle presenti nei sistemi di accumulo di energia dei veicoli ibridi e totalmente elettrici, nonché nei sistemi con supercondensatori a doppio strato.

Gestire le celle in modo facile

Decidendo quali celle devono essere bilanciate a livello locale, senza dover ricorrere a un algoritmo complesso da eseguire su un microcontrollore, l'AS8506 consente ai progettisti di implementare un sistema completo di gestione delle celle senza la necessità di un controller host sufficientemente potente, di software complessi e di collegamenti di comunicazione seriale - questi ultimi caratterizzati da una notevole vulnerabilità. Nel chip AS8506 è presente un circuito analogico avanzato in grado di confrontare le rispettive tensioni di un massimo di sette celle rispetto a un dato di riferimento interno o esterno, con una precisione di 1 mV. Il dispositivo offre inoltre la possibilità di regolare i limiti superiori e inferiori (sia interni che esterni) di tensione delle celle. Le tensioni delle celle possono anche essere digitalizzate con una precisione di 5 mV e comunicate al controller host. L'AS8506 può implementare il bilanciamento attivo e passivo delle celle autonomamente o tramite l'interfaccia di controllo Spi. Il bilanciamento attivo delle celle richiede solo un ulteriore trasformatore flyback. Il circuito di controllo è già integrato nel chip AS8506. Le misurazioni della temperatura sono effettuate mediante due sensori Ntc esterni.

Differenze architetturali

L'architettura per la gestione completamente autonoma delle celle offerta dal chip AS8506, in termini di implementazione nei sistemi, ha poco in comune con i circuiti integrati per il monitoraggio delle celle presenti sul mercato. Questi ultimi sono tipicamente limitati alle misurazioni sequenziali della tensione delle celle e richiedono l'elaborazione da parte di un controller host. Ciò comporta diversi svantaggi per i progettisti di sistemi di gestione delle batterie:
- il sistema deve trasmettere grandi quantità di dati su un collegamento seriale, un canale di comunicazione soggetto a interferenze in ambienti rumorosi.
- per eseguire delle funzioni come il bilanciamento delle singole celle a partire dalle misure di tensione delle stesse , è necessario un potente controller host che esegua un software complesso. Scrivere il codice di tale software è un compito difficile che richiede molto tempo. Per essere conforme all'utilizzo nei sistemi automotive certificati ISO26262, il software deve inoltre essere testato molto accuratamente.
- le misurazioni sequenziali delle celle richiedono complessi algoritmi di compensazione al fine di restituire valori di tensione e di corrente validi su un intero stack di celle. Al contrario, le misure simultanee acquisite dal chip AS8506 non richiedono alcuna compensazione
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